5G十大最具潜力的应用场景,你期待哪个?

来源:E-frontiers 时间:2019-03-28 编辑:

与2G萌生数据、3G催生数据、4G发展数据不同,5G是跨时代的技术。5G除了更极致的体验和更大的容量,它还将开启物联网时代,并渗透进至各个行业。它将和大数据、云计算、人工智能等一道迎来信息通讯时代的黄金10年。

今天,小编就带大家了解一下5G时代十大最具潜力的应用场景,一起畅想5G到来后的生活。

 

 

VR/AR业务对带宽的需求是巨大的。高质量VR/AR内容处理走向云端,满足用户日益增长的体验要求的同时降低了设备价格,VR/AR将成为移动网络最有潜力的大流量业务。虽然现有4G网络平均吞吐量可以达到100Mbps,但一些高阶VR/AR应用需要更高的速度和更低的延迟。

 

 

虚拟现实(VR)与增强现实(AR)是能够彻底颠覆传统人机交互内容的变革性技术。变革不仅体现在消费领域,更体现在许多商业和企业市场中。

VR/AR需要大量的数据传输、存储和计算功能,这些数据和计算密集型任务如果转移到云端,就能利用云端服务器的数据存储和高速计算能力。

1. 云 VR/AR 将大大降低设备成本 – 提供人人都能负担得起的价格。

2. 云市场以18%的速度快速增长。在未来的10年中,家庭和办公室对桌面主机和笔记本电脑的需求将越来越小,转而使用连接到云端的各种人机界面,并引入语音和触摸等多种交互方式。5G 将显著改善这些云服务的访问速度。

 

 

移动运营商越是广泛地参与云VR/AR生态系统,可获得的收益就越多。在B2B市场中,优先目标细分市场是广播公司、社交网络公司和中小内容开发商,其中一些公司已经对VR平台表现出浓厚的兴趣。

VR生态系统中的三种主要收费模式将是广告模式、订阅模式和按使用付费模式。

 

 

除了高阶的云渲染CG VR外,目前VR市场在游戏和视频、广告领域也举足轻重。体育赛事(例如英特尔True VR)和现场活动(例如Next VR)的VR已经突破了一般体验。优质内容、事件的VR已经主导了视频市场。

 

 

ABI Research估计,到2025年AR和VR市场总额将达到2920亿美元(AR为1510亿美元,VR为1410亿美元)。

移动运营商需要调整其业务模式和产品,成为全面的云服务提供商,从而更好地提供云VR/AR服务。

移动运营商在VR/AR中的可参与空间十分可观,到2025年将超过930亿美元,约占VR/AR总市场规模的30%。

 

 

传统汽车市场将彻底变革,因为联网的作用超越了传统的娱乐和辅助功能,成为道路安全和汽车革新的关键推动力。

驱动汽车变革的关键技术—自动驾驶、编队行驶、车辆生命周期维护、传感器数据众包等都需要安全、可靠、低延迟和高带宽的连接,这些连接特性在高速公路和密集城市中至关重要,只有5G可以同时满足这样严格的要求。

 

 

在车联时代,全面的无线连接可以将诸如导航系统等附加服务集成到车辆中,以支持车辆控制系统与云端系统之间频繁的信息交换,减少人为干预。以自动驾驶为例,端到端价值链如上图所示。

此外,运营商在车联网领域的商业模式可以分为B2C和B2B两种。

 

 

5G有可能成为统一的连接技术,满足未来共享汽车、远程操作、自动和协作驾驶等连接要求,替代或者补充现有连接技术(例如目前正在美国被授权使用V2V技术的5.9GHz DSRC)。在车辆实现完全自动驾驶之前,5G将支持以下应用案例:

 

 

通过为汽车和道路基础设施提供大带宽和低时延的网络,5G能够提供高阶道路感知和精确导航服务。

根据ABI Research预测,到2025年5G连接的汽车将达到5030万辆。汽车的典型换代周期是7到10年,因此联网汽车将在2025~2030年之间大幅增长。

创新是制造业的核心,其主要发展方向有精益生产、数字化、工作流程以及生产柔性化。传统模式下,制造商依靠有线技术来连接应用。近些年Wi-Fi、蓝牙和WirelessHART等无线解决方案也已经在制造车间立足,但这些无线解决方案在带宽、可靠性和安全性等方面都存在局限性。

 

 

智能制造的基本商业理念是通过更灵活高效的生产系统,更快地将高质量的产品推向市场,其主要优点包括:

通过协作机器人和AR智能眼镜提高工作效率,帮助整个装配流程中的工作人员。协作机器人需要不断交换分析数据以同步和协作自动化流程。智能眼镜使员工能够更快、更准确地完成工作。

通过基于状态的监控、机器学习、基于物理的数字仿真和数字孪生手段,准确预测未来的性能变化,从而优化维护计划并自动订购零件,减少停机时间和维护成本。

通过优化供应商内部和外部数据的可访问性和透明度,降低物流和库存成本。基于云的网络管理解决方案确保了智能制造在安全的环境中共享数据。

对于最新最尖端的智慧制造应用,灵活、可移动、高带宽、低时延和高可靠的通信(uRLLC)是基本的要求。

 

 

移动运营商可以帮助制造商和物流中心进行智能制造转型。5G网络切片和MEC使移动运营商能够提供各种增值服务。运营商已经能够提供远程控制中心和数据流管理工具来管理大量的设备,并通过无线网络对这些设备进行软件更新。

无线云化PLC满足工业自动化控制的开放性和灵活性要求。运营商的云化基础架构能够托管云PLC系统。

 

 

如果制造企业要充分利用工业物联网的机会,就需要实施涵盖供应链、生产车间和整个产品生命周期的端到端解决方案。

到2025年,全球有8800万个状态监测连接。全球工业机器人的出货量将增加到105万台。

目前,固定线路在工业物联网连接数量方面占主导地位。但预测显示,从2022年到2026年,5G IIoT的平均年复合增长率(CAGR)将达到464%。

在发达市场和新兴市场,许多能源管理公司开始部署分布式馈线自动化系统。馈线自动化(FA)系统对于将可再生能源整合到能源电网中具有特别重要的价值,其优势包括降低运维成本和提高可靠性。馈线自动化系统需要超低时延的通信网络支撑,譬如5G。通过为能源供应商提供智能分布式馈线系统所需的专用网络切片,移动运营商能够与能源供应商优势互补,这使得他们能够进行智能分析并实时响应异常信息,从而实现更快速准确的电网控制。

 

 

能源公司正在向智能分布式馈线自动化(FA)方向迈进。

在发达市场,供电可靠性预计为99.999%,这意味着每年的停电时间不到5分钟。

而新兴能源微网中的太阳能、风力发电机和水力发电会为电网带来不同的负荷,这就意味着目前的集中供电系统可能难以满足需求,因为故障定位和隔离可能需要大约2分钟的时间。

 

 

分布式馈线自动化系统从集中式故障通知系统中解脱出来,可以快速响应中断,运行拓扑计算,快速实现故障定位和隔离。

目前,智能分布式馈线自动化系统需要光纤布线来提供连接。由于5G可提供10毫秒的网络延迟和千兆吞吐量,因此基于5G的无线分布式馈线系统可以作为替代方案。

由于5G技术采用授权频段,因此移动运营商将除了提供高水准服务等级协定外,还可以提供身份验证和核心网信令安全。

南瑞技术在中国已经采用基于光纤的解决方案实施了多个智能分布式FA终端,试点区域在上海浦东,供电可靠性从99.99%提高到99.999%。通用电气和伊顿等公司也正在推广智能分布式FA终端,并表示出对无线解决方案的偏好,以降低通信成本。

5G不仅在这种情况下提供了非常低的时延(10ms),还降低了许多新兴市场的能源公司建立智能电网的门槛。

由于这些市场缺乏传统电网和发电基础设施,能源公司将可再生能源作为其主要电力来源。但是,可再生能源发电缺乏稳定性,导致输电网络能量出现波动。为了避免这种故障,产生的能量必须根据所消耗的能量进行调整 - 5G可以使能。

 

 

根据ABI Research的预测数据,全球配电自动化市场将从2015年的130亿美元增加到2025年的360亿美元。

5G可以取代配电自动化中的现有光纤基础设施,可提供<10ms的网络时延和Gbps级吞吐量,实现无线分布式控制。

5G也降低了许多新兴市场能源供应商的准入门槛。5G的低延迟,广覆盖和快部署允许智能电网进行快速的信息交换,这在可再生能源为主要电源的市场非常有用。

 

 

人口老龄化加速在欧洲和亚洲已经呈现出明显的趋势。从2000到2030年的30年中,全球超过55岁的人口占比将从12%增长到20%。穆迪分析指出,一些国家如英国,日本,德国,意大利,美国和法国等将会成为“超级老龄化”国家,这些国家超过65岁的人口占比将会超过20%,更先进的医疗水平成为老龄化社会的重要保障。

在过去5年,移动互联网在医疗设备中的使用正在增加。医疗行业开始采用可穿戴或便携设备集成远程诊断、远程手术和远程医疗监控等解决方案。

通过5G连接到AI医疗辅助系统,医疗行业有机会开展个性化的医疗咨询服务。人工智能医疗系统可以嵌入到医院呼叫中心,家庭医疗咨询助理设备,本地医生诊所,甚至是缺乏现场医务人员的移动诊所。它们可以完成很多任务:

实时健康管理,跟踪病人,病历,推荐治疗方案和药物,并建立后续预约;

智能医疗综合诊断,并将情境信息考虑在内,如遗传信息,患者生活方式和患者的身体状况;

通过AI模型对患者进行主动监测,在必要时改变治疗计划。

 

 

其它应用场景包括医疗机器人和医疗认知计算,这些应用对连接提出了不间断保障的要求(如生物遥测,基于VR的医疗培训,救护车无人机,生物信息的实时数据传输等)。

移动运营商可以积极与医疗行业伙伴合作,创建一个有利的生态系统,提供IoMT(Internet of Medical Things)连接和相关服务,如数据分析和云服务等,从而支持各种功能和服务的部署。

远程诊断是一类特别的应用,尤其依赖5G网络的低延迟和高QoS保障特性。

例如,Belle Île en Mer 医院(位于布列塔尼海岸附近的一个法国岛屿)的远程B超机器人能够为这个偏远的地区提供远程B超诊断服务,连接大陆上医生和临床医师进行咨询,从而降低了就医成本。

这种远程B超机器人已经到了可商用的程度,这是力反馈功能和“触觉互联网”的典型应用。力反馈使得远程操作以更精确的方式作用于病人,减少了检查过程中病人的疼痛。力反馈信号要求10ms的端到端时延。

 

 

智慧医疗市场的投资预计将在2025年将超过2300亿美元。5G将为智慧医疗提供所需的连接。

在北美以及德国和北亚市场,医疗保健领域的技术发展正处于领先地位。新兴的应用包括基于云的数据分析、AI医疗辅助、5G救护车通信和远程诊断等。

在最近的B2B调查中,ABI Research发现,医疗领域42%的受访者已经制定了部署5G的计划,并确信5G将作为先进医疗解决方案的使能因素。

5G的首要商业用例之一是固定无线接入(或称作WTTx) - 使用移动网络技术而不是固定线路提供家庭互联网接入。由于使用了现有的站点和频谱,WTTx部署起来更加方便。

 

 

据预测,更低的价格和新的服务订阅模式将使2020年全球一半的电视观众使用4K/8K电视。8K视频的带宽需求超过100 Mbps,需要5G WTTx的支持。

其它基于视频的应用(如家庭监控,流媒体和云游戏)也将受益于5G WTTx。

例如,目前的云游戏平台通常不会提供高于720p的图像质量,因为大部分家庭网络还不够先进,而广大用户是其商业生存之本,只有以最低成本吸引大量用户才是初期的主要商业模式。

但是5G有望以90 fps的速度提供响应式和沉浸式的4K游戏体验,这将使大部分家庭的数据速率高于75 Mbps,延迟低于10毫秒。

云端游戏对终端用户设备的要求较低,所有的处理都将在云端进行。用户的互动将被实时传送到云中进行处理,以确保高品质的游戏体验。

 

 

与其他技术相比,实施WTTx所需的资本支出要低得多。据澳大利亚公司NBN称,WTTx部署比光纤到户降低了30%到50%成本。WTTx为移动运营商省去了为每户家庭铺设光纤的必要性,大大减少了在电线杆,线缆和沟槽上花费的资本支出。

电视,游戏和其他家庭应用将移动运营商置于智慧家庭的中心。通过WTTx,电信公司可以提供智慧家庭增值服务平台,并通过集成AI数字助理,分析汇总后的数据和开发新应用进一步提升平台中的服务品质。

在WTTx使能的智慧家庭生态中,运营商可以:

以具有竞争力的价格提供统一的家庭套餐,集成宽带和视频服务;

以具有竞争力的价格提供低时延沉浸式高清视频和游戏内容;

集成第三方智慧家庭应用从而拓展移动运营商网关业务;

提供运营商级隐私和信息安全保护。

无需挖沟,铺设光缆或安装电线杆,WTTx可以大大缩短网络部署周期。

到2017年底,固定宽带用户 达到8.54亿户,相当于全球住户的44%。据预测,到2020年,3.5亿户家庭有可能购买WTTx服务。

5G将以90 fps的速度支持快速响应式和身临其境的4K游戏体验,端到端延迟一般为10毫秒,对于要求极低延迟的应用场景,端到端延迟可以降低到1毫秒。

无人驾驶飞行器(Unmanned Aerial Vehicle)简称为无人机,其全球市场在过去十年中大幅增长,现在已经成为商业、政府和消费应用的重要工具。

 

 

通过部署无人机平台可以快速实现效率提升和安全改善。5G网络将提升自动化水平,使能分析解决方案,这将对诸多行业转型产生影响。

比如,对风力涡轮机上的转子叶片的检查将不再由训练有素的工程师通过遥控无人机来完成,而是由部署在风力发电场的自动飞行无人机完成,不需要人力干预。

再比如,无人机行业解决方案有助于保护石油和天然气管道等基础资产和资源,还可以应用于提高农业生产率。无人机在安全和运输领域的使用和应用也在加速。

 

 

无人机运营企业正在进入按需的、“即服务”的经济,以类似于云服务的模式向最终用户提供服务。例如,在农业领域,农民可以向无人机运营企业租用或者按月订购农作物监测和农药喷洒服务。

同时,无人机运营企业正在建立越来越多的合作伙伴关系,创建无人机服务市场和应用程序商店,进一步提高对企业和消费者的吸引力。

此外,无人机运营企业及其市场合作伙伴可以建立大数据,改善服务,并利用数据分析进行变现。脱敏后的行业大数据可以帮助金融服务机构预测商品价格和成本的未来趋势,并有助于物流和航运公司以及政府机构进行前瞻性规划。

目前,无人机使用的一个主要动力来自基础设施行业。无人机被用来监控建筑物或者为移动运营商巡检信号塔。 配备LiDAR技术和热成像技术的无人机可以进行空中监视。在华为Wireless X Labs,搭载热成像仪的无人机被用来进行天然气泄漏监测。

使用配备LiDAR的无人机进行基础设施、电力线和环境的密集巡检是一项新兴业务,LiDAR扫描所产生巨大的实时数据量将需要> 200 Mbps的传输带宽。

 

 

 

无人机能够支持诸多领域的解决方案,可以广泛应用于建筑、石油、天然气、能源、公用事业和农业等领域。

5G技术将增强无人机运营企业的产品和服务,以最小的延迟传输大量的数据。

根据ABI Research的估计,小型无人机市场将从2016年的53亿美元迅速增长到2026年的339亿美元,包括来自软件、硬件、服务和应用服务的收入。

无人机服务提供商正在利用云技术拓展应用范围,同时通过产业合作来拓展市场空间。无人机为移动运营商及其合作伙伴打开了新的商机。

移动视频业务不断发展,从观看点播视频内容到以新模式创建和消费视频内容。目前最显著的两大趋势是社交视频和移动实时视频:

一方面,一些领先的社交网络推出直播视频,例如Facebook 和Twitter;

另一方面,直播视频的社交性,包括视频主播和观众之间以及观众之间的互动,正在推动移动直播视频业务在中国的广泛应用和直接货币化。

 

 

智能手机是社交网络的关键。大约60%的月活跃用户是通过他们的智能手机访问Facebook等。

然而,消费者正在通过个人可穿戴设备来更新自己的家庭和朋友社交网络,这些可穿戴设备可以实时视频直播,甚至是360°视频直播,分享运动、步数、甚至他们的心情。

社交网络的流行表明用户对共享内容(包括直播视频)的接受度日趋增加。直播视频不需要网络主播事先将视频内容存储在设备上,然后上传到直播平台。而是直接传输到直播平台上,观众几乎可以立即观看。

智能手机内置工具依靠移动直播视频平台,可以保证主播和观众互动的实时性,使这种新型的“一对多”直播通信比传统的“一对多”广播更具互动性和社交性。另外,观众之间的互动也为直播视频业务增加了“多对多”的社交维度。

预计未来沉浸式视频将会被社交网络工作者、极限运动玩家、时尚博主和潮人们所广泛使用。

随着流媒体摄像机的不断便携化,我们将看到越来越多“运动员视角”的体育视频直播,想象下看到你的朋友越过马拉松的终点,或者是与你的朋友共同领略大峡谷的壮丽吧。

全自由度,360°实况直播

 

 

视频直播的商业模式仍在不断演变。基础业务模式存在区域差异。

在中国,个人主播扮演着非常重要的角色,而在美国,大众媒体则通过直播吸引年轻一代和其他对实时内容感兴趣的终端用户。广告商热衷于将他们的广告插入一个有付费能力的用户社区。

 

 

4G网络已支持视频直播,但5G将能应对以下挑战:

端到端的网络延迟将从60~80 ms下降到10 ms以内;

高清视频输入通常需要50 Mbps的带宽,但由于4K、多视角、实时数据分析的需要,带宽需求可能会高达100 Mbps;

10 Gbps的上行吞吐量将允许更多用户同时分享高清视频。

山地赛车视频直播

 

 

360°全景直播业务率先应用在体育直播中,案例包括:

多视角直播 - 在2016年上海F1比赛中,中国移动在赛道上实现了首个实时多视点流媒体服务,为用户提供了独特的视角。观众可以任意选择360°摄像机的视角观看。

运动员视角 - 2017年3月,韩国电信在国际雪橇和俯式冰橇联合会(IBSF)培训日,对基于无线网络的播放器视频直播服务进行了测试。通过超小型相机传出的运动员视角实时4K视频,使观众们得以从运动员的角度观看现场比赛。而且观众们可以选择多个角度的摄像机以更好地观看时速高达120~150公里/小时的雪橇。

 

 

流媒体录像设备从手机摄像头发展到360°全景,从480p发展到4K VR。

在发达市场,大约50%的移动数据流量来源于视频。

云视频服务的货币化正在加速,内容分发网络、视频托管服务和在线视频服务的市场空间将从2020年的60亿美元增加到2025年的100亿美元。

 

 

伴随着智能手机市场的成熟,可穿戴和智能助理有望引领下一波智能设备的普及。由于电池使用时间,网络延迟和带宽限制,个人可穿戴设备通常采用Wi-Fi或蓝牙进行连接,需要经常与计算机和智能手机配对,无法作为独立设备存在。

5G将同时为消费者领域和企业业务领域的可穿戴和智能辅助设备提供机会。可穿戴设备将为制造和仓库工作人员提供“免提”式信息服务。云端AI使可穿戴设备具有AI能力,如搜索特定物体或人员。

 

 

在消费者领域,导盲头盔可以利用计算机视觉、三维建模、实时导航和定位技术为盲人提供新的“眼睛”。

 

 

 

5G将以三种关键的方式来解决这个挑战。端到端网络延迟将从60~80 ms下降到10 ms以下。高达10 Gbps的上行带宽将允许高清图像和视频的上传。

此外,网络边缘的缓存和计算能力将极大地提高响应时间和电池效率,从而提高用户体验。

高质量内容驱动更高的数据消耗,移动运营商可以提供具有竞争力的企业包,包括基本连接服务与其他增值服务,如大数据、MEC和缓存等。

 

 

 

根据ABI Research估计,从2017年到2022年,可穿戴设备的年复合增长率将达到16.4%,发货量从2017年的2.03亿件,到2022年的4.34亿件。

体育、健身和健康追踪设备在2022年仍是可穿戴设备主要的细分市场,

占据了36%的发货量;智能手表(19%)、可穿戴相机(11%)和医疗保健(9%)紧随其后。

配合5G无处不在的覆盖范围、更高的数据速率和更低的延迟,个人可穿戴

设备可以部署在关键业务的场景中,比如公共安全、采矿和远程医疗。

智慧城市拥有竞争优势,因为它可以主动而不是被动地应对城市居民和企业的需求。为了成为一个智慧城市,市政当局不仅需要感知城市脉搏的数据传感器,还需要用于监控交通流量和社区安全的视频摄像头。

 

 

城市视频监控是一个非常有价值的工具,它不仅提高了安全性,而且也大大提高了企业和机构的工作效率。视频系统对如下监控场景非常有用:

· 繁忙的公共场所(广场、活动中心、学校、医院)

· 商业领域(银行、购物中心、广场)

· 交通中心(车站、码头)

· 主要十字路口

· 高犯罪率地区

· 机构和居住区

· 防洪(运河、河流)

· 关键基础设施(能源网、电信数据中心、泵站)

在成本可接受的前提下,摄像头数据收集和分析的技术进一步推动了视频监控需求的增长。

摄像技术的新趋势包括:

1. 目前主导市场的是 4M 像素,6M 像素和 8M 像素的 IP摄像头,4K 分辨率监控摄像将从 2020 年起获得支持 ;

2. 新的应用正在出现,如突发事件处理人员的可穿戴摄像头和车载摄像头。

最新的视频监控摄像头有很多增强的特性,如高帧率、超高清和WDR(Wide Dynamic Range,宽动态范围摄像,能够在很差的照明条件下成像),这些特性将产生大量的数据流量。

 

 

对于下一代的视频监控服务,智慧城市需要摆脱传统的系统交付的商业模式,转而采用视频监控即服务(VSaaS)的模式。

在VSaaS模式中,视频录制、存储、管理和服务监控是通过云提供给用户的。服务提供商也是通过云对系统进行维护的。

 

 

云提供了灵活的数据存储以及数据分析/人工智能服务。对于视频监控系统所有者,独立的存储系统有较大的前期资本支出和持续的运营成本,虽然这些成本可以通过规模效应得到改善。而云存储则可以根据需要动态调整成本。在重要时段,摄像机可以配置为更高的分辨率,而在其它时间,降低分辨率以减少云存储成本。

移动运营商可以在人工智能增强的云服务方面建立优势。AI可以使计算机从图像,声音和文本中提取大量的数据,如人脸识别,车辆、车牌识别或其他视频分析。

例如,视频监控系统对入侵者的检测可以触发有关门禁的自动锁定,在执法人员到达之前将入侵者控制住。

或者,视频监控系统可由其他系统触发。例如,POS系统每次进行交易时都可以通知视频监控系统,并提醒摄像机在交易之前和之后记录场景。

单个无线摄像机目前不消耗太多的带宽。但随着云和移动边缘计算的推出,电信云计算基础设施可以支持更多的人工智能辅助监控应用。摄像机则需要7×24小时不间断地进行视频采集以支持这些应用。

 

 

 

无线视频监控能够拓展更多有用的应用场景,同时简化系统的部署。

英国已经部署了600万台摄像机。其他国家正在加紧部署视频监控设备。在北京,监控摄像机的密度是每千人59个摄像机。

5G时代的视频监控正在演变成4K全高清监控。

2017年,非消费者视频监控市场的增值服务收入为120亿美元,到2025年预计将增长至210亿美元。

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