2021年5G发展展望白皮书

I 2021 5 G 发 展 展望白皮书2021 5 G 发 展 展望白皮书 中国电子信息产业发展研究院 无线电管理研究所 I 目录 一、对 2021 年形势的基本判断.1（一）5G 网络建设规模进一步增长.1（二）5G C/B/G 端融合应用市场前景巨大.3（三）5G 将对工业互联网领域显著赋能.4 二、需要关注的几个问题.6（一）5G 建设投入巨大且回收周期长.6（二）5G 在垂直行业的融合应用创新面临挑战.6（三）5G 融合应用商业盈利模式尚不明晰.7（四）F5G 标准和认证机制存在短板.7 三、应采取的对策建议.8（一）加强 5G 重点垂直行业应用政策协调.8（二）统筹加快 5G 网络建设部署.9（三）探索明晰的 5G 融合应用商业模式.9（四）抓住机会完善面向 F5G 的标准产业组织.10 附件一：全球 5G 研发与商用进展.11 附件二：我国 5G 研发与商用进展.17 附件三：我国 5G 区域融合应用指数.21 附件四：5G 典型应用案例.22（一）中国银行首家 5G+生活馆.22（二）中国商飞 5G+8K 飞机表面质量监测.23 II （三）中国信科虹信通信“5G 智慧工厂”.25（四）5G+远程医疗：黄冈市开展远程 CT 检查.26（五）5G 个人领域业务.27 1 2021 年，我国 5G 网络建设和产业规模将进一步增长，且增幅将超过 2020 年度。四大运营商仍将继续布局 5G 规模组网，并联合企业广泛探索 5G 融合应用。5G 融合应用将使C/B/G 多端用户和市场受益，其中工业互联网领域的 5G专网建设将率先发力。但与此同时，我国 5G 应用发展还存在各类新生 5G 融合应用面临挑战、5G 融合应用商业盈利模式尚不明晰、F5G 标准和认证机制存在短板等问题，机遇与挑战并存。一、对 2021 年形势的基本判断（一）（一）5G 网络建设网络建设规模进一步增长规模进一步增长 2020 年我国 5G 网络基础建设加快部署，推动 5G 在各行业转型升级和融合发展过程中发挥了提质增效的积极作用。虽然新冠肺炎疫情导致 5G 网络基础设施建设面临一定阻力，但整体建设进度保持了相对稳定的水平。截止 2020年 9 月底，全国已累计建设开通 5G 基站 69 万个，超过全球总数的 75%，提前完成全年 50 万个的目标。北京、上海、广州、杭州等城市实现 5G 网络城区连片覆盖，提前完成了全年的既定目标，保持适度超前的建设态势。与此同时，运营商积极加大 5G 建设投资。中国移动 5G 相关投资约 1000亿元，是 2019 年 5G 建设投资的 4 倍，截至 9 月底已提前完成全年 30 万建设目标，开通 5G 基站 35 万个。中国电信、中国联通分别规划 5G 相关投资 453 亿元、350 亿元，截止 92 月底共同建设 5G 共享基站超过 30 万个，超前完成前三季度新增共建共享 5G 基站 25 万个的目标。中国广电正通过“全国一网”的整合、推动 700MHz 频段频率迁移等措施，加快5G 网络的建设步伐。2021 年 5G 建设将保持适度超前的态势。业界普遍认为适度超前建设符合公共基础设施的普遍特点，尤其是结合移动通信 2G、3G、4G 的技术发展规律来看，都实现了支持产业快速成型的目的。2021 年四大电信运营商将持续加大 5G网络投资力度，预计将是 2020 年的 1.5 到 2 倍。此外，国家和地方对 5G 基础设施建设都大力支持，部分省市针对2020-2022 年 5G 建设计划进行了明确，2022 年 5G 基站建设将会达到一个高潮，2021 年保持稳步推进的趋势。表 1-1 部分省市 2020 年、2022 年 5G 基站建设计划（万个）省市省市 20202020 年年 20222022 年年 天津天津 2 万 4 万 上海上海 3 万个 5G 宏基站 5 万个 5G 室外基站 重庆重庆 3 万 10 万 河北河北 1.5 万 7 万 山西山西 1.3 万 3 万 浙江浙江 5 万 12 万 安徽安徽 1.5 万 4.5 万 福建福建 2 万 5 万 江西江西 2 万 3 万 山东山东 4 万 11.2 万 河南河南 1.696 万 16.8 万 湖北湖北 2 万 6 万 湖南湖南 3 万 10 万 广东广东 6 万 22 万 3 四川四川 4 万 12 万 贵州贵州 1 万 3.2 万 云南云南 1.8 万 8 万 广西广西 2 万 5 万 图 1-1 部分省市 2020 年、2022 年 5G 基站建设计划（万个）（二二）5G C/B/G 端融合应用市场前景巨大端融合应用市场前景巨大 在前期的 5G 融合应用试点示范过程中，超高清视频传输和虚拟现实等方面的案例较多，例如近年来的 5G 春晚、5G 国庆等直播，有助于加速该类型 5G 融合应用场景的进一步落地。随着 4K/8K 视频的不断推广与普及，以及 VR/AR技术的不断升级，5G+超高清视频、5G+VR 等网络直播方式将成为最新的主流。预计 2021 年，5G 将在超高清视频直播、VR/AR 等领域给 C 端用户带来更加极致的体验，从而刺激用户增加消费，相关企业进而获利，相关融合应用渗透规模再翻一番。此外，5G 手机等终端设备在全新的 5G 网络架构4 下也将迎来全面升级，带动 5G 换机热潮。预计 2021 年，5G手机渗透率将超过 8%。同时，各电信运营商也将通过向用户提供更加流畅的 5G 网络服务而进一步获利。以物联网智能感知为代表的工业互联网、车联网等 B 端5G 融合应用场景，以及智慧城市、智慧水务、智慧电网等 G端 5G 融合应用场景具备企业和政府两个巨大量级的客户群。工业互联网以感知技术为基底，应用 5G 网络的高速率传播以及超低时延，能够大大降低工业过程中的成本，提高工业生产效率，促进工业数字化发展。依靠 5G 可靠传输的智能网联汽车 5G-V2X 技术也正在加紧进行研发和试验。同时，在智慧城市、智慧物流、智慧电力、智慧水利、政府数据管理、安防监控、政府大数据等方面，B 和 G 端融合应用利用 5G 网络的特性可大幅提高工作效率，将为 5G 新基建释放更多需求。预计 2021 年，B 端和 G 端融合应用规模平均增长将超过 200%，以工业互联网、车联网、政府数字治理等方面最为显著。（三）（三）5G 将对工业将对工业互联互联网领网领域显著赋能域显著赋能 近两年的 5G 行业级应用主要面向 eMBB 应用场景。目前，面向 uRLLC 和 mMTC 工业物联网方向的 R16 版本已经冻结。R16 围绕基本功能增强、垂直行业能力扩展、运维自动化及网络智能化增强三方面，进一步增强 5G 更好服务行业应用的能力。R17 版本目前正在准备中，将继续对基础能5 力进行增强，同时在工业物联网 IIoT、网联无人机、定位、网络控制的交互服务等能力上继续增强。随着 2021 年全国5G 新基建的进一步大规模铺开，5G 业务逐步向各垂直行业延伸拓展，5G+各行业融合应用场景也将全面打开，垂直行业的融合应用将呈现百花齐放的壮观景象，相应的商业模式也将更加完善。工业互联网将成为十四五期间 5G 商用的重点领域。根据相关数据统计，目前 5G 在工业互联网、智慧医疗、超高清视频、智慧城市、车联网等行业领域应用占比已经高达70%，尤其是工业互联网，截止 2020 年 10 月，国家层面在建“5G+工业互联网”项目超 1100 个，占据全部项目的近三分之一，是 5G 先进成果的最佳应用场景之一。2020 年 7 月，工信部印发工业互联网专项工作组 2020 年工作计划，同时提出将研究制定工业互联网创新发展行动计划（2021-2025 年）。此外根据关于推动工业互联网加快发展的通知 关于推动 5G 加快发展的通知 等文件要求，“要探索基于 5G 行业专用频谱的专网建设，以推动工业互联网在更广范围、更深程度、更高水平上融合创新”，开展面向工业互联网领域的 5G 专网建设成为我国工业数字化转型的必经之路。可以预测，2021 年工业互联网领域的 5G 专网相关建设工作将会进一步提速。6 二、需要关注的几个问题（一）（一）5G 建设投入巨大且回收周期长建设投入巨大且回收周期长 相关测算表明，为了达到理想的响应速度，5G 基站数量将至少是 4G 的 2 倍、5G 基站成本也将超过 4G 基站的 2倍，功耗则是 4G 基站的 3 倍，单从基站建设角度，5G 投资大约是 4G 的 1.5 倍，全国总体投资规模将达到 1.2 万亿，投资周期超过 8 年，巨大的投资对运营商 5G 建设造成了不小的压力。一方面截止到 2019 年运营商 4G 累计投资达到 8000亿元，至今未收回成本。另一方面，在 ICT 产业变革的大趋势下，电信运营商主营业务管道化趋势明显，增收困难。对于运营商来说 5G 建设投入的资金缺口较大。此外，我国 2G、3G 网络仍在使用中，多代移动通信网络制式的存在增加了运营商的 OPEX，亟待优化。（二二）5G 在在垂直行垂直行业的融合应用创新面临挑战业的融合应用创新面临挑战 通信业与其它垂直行业之间缺乏有效的交流沟通平台。前几代移动通信系统主要是满足“人”的通信、上网、社交等需求，运营商与其它垂直行业鲜有深入交流，无法准确获知各垂直行业的需求，这将对未来 5G 能否有效赋能垂直行业提出了考验。同时各垂直行业本身的需求千差万别，难以复制消费互联网时代的成功经验。例如铁路、电力、应急、公安、交通等行业，所需的通信系统性能和解决方案都不一样，难以在一个成功案例的基础上大规模复制和推广。此外，7 许多垂直行业目前还看不到 5G 在其行业的应用价值，并且5G 时代的商业模式也不明朗，这需要运营商与垂直行业一起去探讨和挖掘。（三三）5G 融合应用融合应用商业盈利模式商业盈利模式尚尚不明晰不明晰 打造适合 5G 技术应用的商业模式是 5G 成功的基础，当前我国 5G 商业盈利模式还未明晰，一是某些垂直行业领域对于 5G 网络建设及应用的认知不够全面，认为这是通信运营商的业务范畴，与自身关系不大，一定程度造成通信业与垂直行业商业需求对接不够，收费体系的行业特征统计不全面。二是各垂直行业相对独立和分散，5G 融合应用的需求挖掘不足，5G 需求呈现一定的碎片化状态，不同的应用场景成本和效果差异较大，收费盈利模式、创新融合难度大，进展比较缓慢。三是当前 5G 网络主要面向行业应用，但垂直行业客户、主管部门、各地政府、产业园区及应用产业环节参与力度仍然有限，对于 5G 商业模式相关标准的制定提高了难度。（四四）F5G 标准和认证机制存在短板标准和认证机制存在短板 固定网络经历第一代 Kbps 级别的语音时代，第二代Mbps 级别的网页时代，第三代十 Mbps 级别的宽带时代，第四代百 Mbps 级别的 4K 时代。目前，固定网络进入第五代千兆智能时代。与 5G 三大应用场景有所不同，F5G 三大应用场景为增强带宽（eFBB），能达到 Tbps 级带宽；全光纤连8 接（FFC），能达到十万级连接/km2；确定体验（GRE），延迟控制在微秒级。重点支撑室内无线接入应用场景，如家庭、园区、政企设施等。发改委和工信部联合发文，将固定宽带（F5G）纳入新基建，5G 将和家庭 WLAN 携手并进，加速国内信息产业跨入千兆时代。在 F5G 的标准化方面，IEEE对 802.11 系列无线技术进行技术标准化，而 Wi-Fi 联盟对相应技术进行互通认证。随着 F5G/WLAN 承载的业务种类不断丰富，用户体验也愈发重要。为此，宽带联盟自 2019 年起开始对 F5G/WLAN 网络性能进行标准化工作。然而，F5G/WLAN 相应的性能认证仍然处于空缺状态。三、应采取的对策建议（一）（一）加强加强 5G 重点垂直行业应用重点垂直行业应用政策协调政策协调 一是结合超高清视频、VR/AR 等相关领域的发展规划，在强化自身行业发展的基础上，争取与 5G 产业发展形成协同，力争打造出具有全球影响力