新基建视角下的5G发展及场景落地.pdf

5G 概 览0 1 5G 典 型 应 用 场 景0 3 5G 产 业 链0 2 5G 相 关 投 资 梳 理0 4 目 录Contents 25G 概 览Part One341.1 什么是 5G ？5G（5th-Generation）是指第五代移动通信技术，它是 4G 技术的延伸。5G的理论传输速度可以达到 10 GB/s，是 4G 的 100 倍。在 4G 时代，我们下载电影可能需要等待十几分钟，而 5G 时代下只需几秒即可完成。如果 5G 能全面铺开，未来一切皆可无线连接，开启万物互联新篇章。5G 作为新基建的重要组成部分，凭借其高速率、低延时、大连接等特点，与 AI 、大数据等技术不断融合，推动医疗健康、工业生产、媒体娱乐等多领域发展，促进产业升级，缓解我国经济下行压力，为经济发展注入新活力。 提升数据速率减少网络延迟节省电力能源降低用电成本提高系统容量大规模设备连接eMBB增强移动宽带mMTC增强移动宽带 uRLLC超高可靠性低延时通信智能家居智慧城市 GB/秒通信3D视频，UHD屏幕线上工作&娱乐VR/AR工业自动化关键业务应用（eg.移动医疗）自动驾驶注：IMT（International Mobile Telecommunication），国际移动通信标准。1.1 5G 概念51.2 移动通信技术的演进6模拟移动通信 典型业务：语音传输 缺点：语音质量低，信号不稳定；盗号、串号现象频繁 1G代表：摩托罗拉大哥大 1G1980s 2G1990s 3G2000s4G2010s 5G2020s数字移动通信 传输速率：155384kbps 典型业务：语音通信、文本通信 缺点：网络不稳定，传输效率低 优点：抗干扰能力提升 2G代表：诺基亚7110 移动互联网新时代 传输速率：384kpbs100Mbps 典型业务：音乐、图片、视频 缺点：部分IP数据网络，多用户容易堵塞；相关业务提供与管理不灵活 优点：数据下载能力显著提升 3G代表：智能手机移动互联网全面革新 传输速率：100Mbps1Gbps 典型业务：直播、移动购物、移动社交 缺点：系统容量受限，用户多速度变低 优点：全IP数据网络，可满足大多数移动通信业务需求；兼容性更平滑，通信质量更高 万物互联 传输速率：110Gbps 典型业务：车联网、远程控制、智能家居、智慧工厂等 缺点：前期投入费用巨大 优点：节约能源，降低成本；系统容量提升，可大规模连接设备，实现万物互联1.2.1 移动通信技术演化历程资料来源：公开信息整理、投资家研究院制图 7资料来源：中国移动4G、5G 关键性能指标对比5G4G 5G4G 5G4G5G4G 5G4G 5G4G峰值速率（bps） 连接数密度（/km） 体验速度（bps） 时延（ms） 流量密度（bps/km） 移动性（km/h） 10G 1G 0.1-1G 10M 110106 105 10T 0.1T 500 350 4G 核心网 vs 5G 核心网物理网元实体 虚拟网络功能点对点构架 基于服务构架(SBA)单体式构架 微服务架构单一网络 网络切片1.2.2 5G 与 4G 的技术对比8R15：5G 核心网标准已批准冻结，完成业务需求规范和 NSA 、SA 系统架构规范。R16：对超低时延高可靠通信及海量机器通信进行了部署，意味着自动驾驶、工业互联网等应用将加快落地。 预计 5G R16 将于 2020 年 Q4 或 2021 年上半年规模商用。R17：可能会解决进一步无线接入网（RAN）升级的规范，更新现有协议并涵盖更多新技术。2016 2017 20192016年末，R15标准化启动2018年Q1，Early drop R15 NSA（非独立组网）冻结 2018 2020 20212018年6月、9月，Main drop R15 SA（独立组网）冻结2019年9月，Late drop R15 2020年7月3日第三阶段 R16 规范冻结 R17 预定日期拖延至2021年12月完成 2020 年 7 月 9 日，国际电信联盟无线通信部门第 35 次（ITU-R WP5D#35e）会议闭幕，会中确定 3GPP 系标准为被 ITU 认可的 5G 标准，并且也是唯一的标准。 3GPP（国际标准组织）于 7 月 3 日晚间正式宣布 5G 标准第二版规范 R16 冻结，代表着 5G 第一版规范 R15 正式完成。1.2.3 5G 技术标准的演化升级资料来源：3GPP官网、投资家研究院制图 91.3 全球 5G 发展概况101.3.1 世界主要国家 5G 建设进度2016 年起，全球各国均进入 5G 部署阶段，当前已经形成中国、美国、韩国、日本、欧盟五大主要区域。从 5G 建设进度来看，韩国、美国和中国位于全球5G发展第一梯队；欧盟和日本位于第二梯队。资料来源：C114 通信网、投资家研究院整理制图2016 2017 2018 2019 2020 2025预计2025年之前在欧洲各国推出5G商用关键技术验证 技术方案验证 系统验证5G开发与试验建设发布5G空口的物理层标准 发布5G演进计划 小范围商用 实现5G服务网络的商用2019年4月 5G规模商用2016年底确认优先频段 2017年3月 开始5G测试 2018年开始5G预商用测试发放5G商用牌照平昌奥运会：5G预商用 发放5G专用新频谱 2020年3月 软银开始商用2019年11月 正式商用5G技术试验 “全球首个5G服务商用的国家”5G网络覆盖率达80%升级公共基础设施数字服务，追加5G关键技术投资城区、主要公路、铁路沿线提供5G服务实现全国5G商用，总投资额约5万亿日元要加快5G基础设施建设，全面演进至IPv6中期实现100MHz中频段的商用年底实现5G SA独立组网商用北欧五国签订合作协议 11资料来源：前瞻产业研究院、投资家研究院 国内地方发展水平仍有差距：据36Kr研究院 2020 年中国城市 5G 发展指数报告显示，全国 46 个试点城市 5G 发展实力存在较大差异，仅 11 个城市 5G 发展水平高于全国平均水平，北京、深圳、上海、广州和南京位居前五。从最新基站建设数量看，广东、江苏、重庆 5G 基站建成数量居全国首位，分别达 3.6 万、2.3 万和 2.0 万个；2020 年各省通信管理局等政府机构均发布相关规划，预计年底基站数量将进一步增加，大部分省份能够实现 5G 网络主城区覆盖。 国内 5G 基站建设进展快速：据工信部统计，截至 2020 年 6 月底全国已建成 5G 基站达 41 万个，完成数量超过全年目标的二分之一。同时，为了加快基站建设速度和减少投资成本，运营商共享共建正不断推进，2020 H1 中国联通与中国电信新增共享基站 10 万站；中国移动与中国广电于 2021 年将实现 5G 网络共建共享。 国内 5G 用户数将维持增长：截至 2020 年 6 月 30 日，我国在网 5G 用户已突破 1 亿大关。随着 5G 网络的建设加快，网络基础设施完善，终端渗透率提高以及 5G 创新应用的落地，5G 用户数预计将在下半年维持快速增长。13 70 90 110 80 55 42020406080100120 2019 2020E 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E图1-1：2019-2025 年新建 5G 基建数量 （单位：万座）5G基站数量（万座） 42% 289% 136% 55% 27% 4% 1% 1% 1% 1%0%50%100%150%200%250%300%350%0246810121416 2020E 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 2026E 2027E 2028E 2029E 2030E图1-2：2020-2030 年我国 5G 用户规模及增速（单位：亿人，%）5G用户规模（亿人） 增速（%）1.3.2 中国 5G 发展现况12资料来源：IPLytics、投资家研究院 从5G专利来看，中国企业正在新一轮的科技周期中崛起。根据 2020 年国际知名专利数据公司 IPLytics 发布了最新的 5G 行业专利报告显示，2019 年全球 5G 相关专利数排名前十的企业中有两家中国企业。其中，华为以 3147 件 5G 行业专利排名全球第一；中兴通讯以 2561 件专利排名第三。排名 企业 国家 专利数1 华为 中国 31472 三星 韩国 27953 中兴通讯 中国 25614 LG 韩国 23005 诺基亚 芬兰 21496 爱立信 瑞典 14947 高通 美国 12938 英特尔 美国 8709 夏普 日本 74710 NTT 日本 721表1-1：2020 年全球企业5G专利统计（截至2020年1月） 图1-3：2019-2020 年我国 5G 手机出货量（单位：万部，%） 从5G终端来看，截至 2020 年 6 月，我国 5G 智能手机出货量达到 1751.3 万台，占同期手机出货量的 61.2 %。2020 年 1-6 月国内市场 5G 手机共累计出货量 6359.7 万部。从国内手机市场出货量与国内 5G 手机出货量占比来看，在疫情严重时期出现较大波动，但国内 5G 新机的出货量还是处于上升趋势，主要因为用户需求增多且各供应链针对 5G 的技术相对成熟。1.3.2 中国 5G 发展现况资料来源：中国信通院 13资料来源：运营商公告、投资家研究院 2019 年 6 月 6 日，工信部正式向中国电信、中国移动、中国联通和中国广电发放 5G 商用牌照，至今已满一周年。 2019 年三大运营商实际 5G 资本开支均高于计划开支，2020年计划 5G 资本开支大幅提升，占 2020 年计划总体开支的比例超过五成。 根据运营商公开半年报数据，中国联通、中国电信、中国移动 2020 年上半年 5G 相关资本开支分别约为 126 亿元、201.53 亿元、552 亿元，占年初 5G 资本开支规划为 36%、46.7%、54.65%。2020计划基站建设数量 频段 5G部署方式中国移动 25万个 2515MHz-2675MHz4800MHz-4900MHz700MHx-800MHz（与广电合建） 加快向 SA（独立组网）演进，坚持云网一体发展中国联通 11万个 3400MHz-3500MHz3500MHz-3600MHz SA 商用能力处于行业领先地位，5G+公有云+MEC（移动边缘计算）融合最大化 5G 技术价值中国电信 14万个 年中商用 5G，SA 网络，推进“云网边端业”高度协同表1-2：2019-2020 年三大运营商 5G 基建部署（单位：亿元，%）2019计划总体资本开支 2019计划5G资本开支 2019计划5G占比 2019实际总体资本开支 2019实际5G资本开支 2020计划总体资本开支 2020计划5G资本开支 2020计划5G开支占比 2020H1实际5G资本开支 2020H1 5G开支占比中国移动 1669 170 10.2% 1659 240 1798 1000 55.6% 552 54.65%中国联通 580 70 12.1% 564 79 700 350 50% 126 36%中国电信 780 90 11.5% 776 93 850 453 53.3% 201.53 46.7%合计 3029 330 10.9% 2999 412 3348 1803 53.9% 879.53 45%1.3.3 中国运营商 5G 部署情况141.3.4 中国 5G 市场规模预测0.6 1.2 1.8 2.6 3.2 3.591.90% 51.30% 44.40% 23.10%9.40% 00.10.20.30.40.50.60.70.80.9100.511.522.533.54 2020E 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E5G产业市场规模（万亿元） 增长率图1-5：2020-2025 年 5G 产业市场规模预测0.76 1.18 1.89 2.76 3.32 3.855.30% 60.20%46.00% 20.30%14.50% 00.10.20.30.40.50.60.700.511.522.533.54 2020E 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E5G通信市场规模（万亿元） 增长率图1-4：2020-2025 年 5G 通信市场规模预测据智研咨询发布的2020-2025 年中国 5G 通信设备产业运营现状及发展前景分析报告数据显示，2020-2025 年中国 5G 通信产业将迎来爆发式增长，标准的落地、终端产品更新换代以及更加成熟的场景应用将给全社会带来经济增长，预计在 2025 年，中国 5G 通信市场规模将达到 3.8 万亿元。与此同时，5G 通信带动 5G 产业链，预计在 2025 年 5G 产业市场规模将达 3.5 万亿元。资料来源：前瞻产业研究院、智研咨询、投资家研究院 151.4 5G 驱动因素分析16时间 政策及文件内容2013 工信部、发改委及科技部成立IMT-2020推进组。2015.05 中国制造2025提出要全面突破第五代移动通信技术。2016.01 工信部在“5G技术研发试验”启动会上正式启动5G研发试验，分为关键技术验证、技术方案验证和系统方案验证三个阶段推进实施。2016.07 国家信息化发展战略纲要要求2020年5G技术研发和标准取得突破性进展。2016.12 “十三五”国家信息化规划加快推进5G技术研究和产业化，适时启动5G商用，积极拓展5G业务应用领域。2017.01 信息通信行业发展规划2016-2020支持5G标准研究和技术试验，推进5G频谱规划，启动5G商用。2017.03 政府工作报告要求加5G技术研发和转化，做大产业集群。2018.04 工信部发布5G发展前景及政策导向，提到我国5G将在2019年下半年初步具备商用条件。2019.01 国家发改委、工信部等部门联合印发了进一步优化供给推动消费平稳增长促进形成强大国内市场的实施方案（2019），方案指出，扩大升级信息消费，加快推出5G商用牌照，加快推出超高清视频产品消费。2019.06 工信部正式向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放5G商用牌照，标志着我国正式进入5G商用元年。2019.12 中央经济工作会议上强调“加强战略性、网络型基础设施建设”、“稳步推进通信网络建设”。2020.02 中央政治局会议强调推动5G网络、工业互联网等加快发展，将“强调推动5G网络加快发展”上升到中共中央政治局会议这一层级是史无前例的。2020.03 工信部发布工业和信息化部关于推动5G加快发展的通知，明确提出加快5G网络部署、丰富5G技术应用场景持续加大5G技术研发力度、着力构建5G安全保障体系和加强组织实施等五方面18项措施。资料来源：公开信息，投资家研究院整理国家政策支持是 5G 技术研发及应用落地的关键驱动因素。 不 论 是 从 突 破 5 G 技 术 瓶 颈 到 制 定 5 G 标 准 ， 从提 出 5 G 实 验 到 运 营 商 频 谱 资 源 分 配 ， 从 5 G 正式 商 用 到 5 G 套 餐 推 出 ， 国 家 政 策 的 提 出 总 是 先于具体工作。 运 营 商 作 为 5 G 网 络 建 设 的 重 要 角 色 ， 不 仅 面 临财务表现与投资的压力，同业竞争也日益激烈。此时，国家政策的大力支持和不断推进是运营商稳步开展 5G 网络建设工作的动力与保障。资料来源：公开信息统计、投资家研究院制图1.4.1 5G 发展驱动因素：国家战略政策支持17数字经济 从农业时代、工业时代到信息时代，每一次技术革命都推动生产力的大幅提升和人类文明的巨大进步。数字经济作为信息时代新的经济社会发展形态，更容易实现规模经济和范围经济。 5G 作为数字化转型关键技术，若与实体经济深度融合，将全面加速千行百业网络化、智能化、数字化转型，并为柔性、敏捷的大规模定制化生产奠定基础。 移动互联网 移动互联网颠覆了传统移动通信业务模式，为用户带来全新的使用体验。未来，移动互联网将继续推动人类社会信息交互方式的升级，使用户享有增强现实、虚拟现实、超高清（3D）视频、移动云等更加身临其境的业务体验。 移动互联网的快速发展必将带来未来移动流量超千倍的增长，推动第五代移动通信技术和产业开始新一轮变革。物联网 物联网拓宽了移动通信的服务范围，从人与人的通信延伸到人与物、物与物的智能互联，使移动通信技术渗透至更加广阔的行业和领域。 未来，移动医疗、车联网、工业控制等应用场景的成功落地，将会有数以亿计的设备接入网络，实现万物互联，而终端设备指数级增长和海量数据的产生就会对移动通信技术提出更高的需求。数字经济、移动互联网和物联网等产业的发展需求是未来移动通信发展的重要驱动力，将为 5G 提供广阔的应用前景。1.4.2 5G 发展驱动因素：新技术应用发展需求181.4.3 5G 发展驱动因素：消费者憧憬体验升级智 慧 工 厂智 慧 安 防 智 慧 医 疗 智 慧 能 源智 慧 家 居智 慧 交 通智 慧 购 物 线 上 娱 乐 线上办公、教学 庚子年初，新冠疫情的爆发，使得社区、公共场所被迫采取强制性隔离措施，在线教育、在线医疗、在线会议、线上娱乐等风口兴起，用户习惯在疫情期间已发生改变。如今进入后疫情时期，消费者需求未减，并开始对体验升级抱有憧憬。 基于 5G 高速率、低延迟、广连接的优势，5G 的全面推行必会使用户体验发生质的飞跃。 3G时代，社交QQ、团购逐渐盛行；4G时代，短视频、直播带货、在线游戏的风口频现。5G时代来临，又将催生什么产物？191.5 5G 对社会经济的影响200501001502002502020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035图1-6：2020-2035 年期间 5G 对全球GDP的净贡献 （单位：十亿美元）1.5.1 5G 发展对全球经济的贡献据 IHS Markit 预测，（1）2020-2035 年期间全球实际 GDP 将保持平均 2.9% 的年增长率，其中的 0.2% 是由 5G 贡献的。（2）2035 年，由 5G 驱动的全球行业应用预计创造约 12.3 万亿元的销售额，占 2035 年全球实际总产出的 4.6%。资料来源：IHS Markit 白皮书（2017）、投资家研究院表1-3：5G 对全球部分行业的影响程度和驱动产出值行业（部分） Enhanced Mobile Broadband Massive Internet of Things Mission Critical Services 5G驱动产出预测（$,M）制造 3,364信息和通信 1,421批发和零售 1,295公共服务 1,066建筑 742金融和保险 676物流 659专业服务业 623服务业 562农渔业 510教育 277公用事业 273矿业和采石业 249健康和社会工作 119注明 无影响 高影响 211.5.2 5G 发展对中国经济的影响5G 的发展将对我国 GDP 增长产生重要贡献，并间接带动国民经济各行业、各领域创造更多的经济增加值。 根据中国信通院研究数据，按照 2019 年 5G 正式商用算起，预计将带动约 4840 亿元的直接产出，2025年、2030年将分别增长到 3.3 万亿元、6.3 万亿元，十年间的年均复合增长率为 29%。在间接产出方面，2020 年、2025 年和2030 年，5G 将分别带动 1.2 万亿、6.3 万亿和 10.6 万亿元的间接经济产出，年均复合增长率达到 24%。此外，预计 2030 年 5G 将带动超过 800 万人就业，主要来自于电信运营和互联网服务企业创造的就业机会。0.5 3.3 6.31.2 6.3 10.6024681012 2020 2025 2030图1-7：2020-2030 年中国 5G 的直接/间接经济产出(单位：万亿元)直接经济产出 间接经济产出资料来源：中国信通院（2017）、投资家研究院 0.09 1.12.90.42 2.1 3.601234 2020 2025 2030图1-8：2020-2030 年中国 5G 对 GDP 直接/间接贡献（单位：万亿元）5G对GDP直接贡献 5G对GDP间接贡献CAGR 24%CAGR 29%221.5.3 5G 价值链对社会经济的影响 5G 产业链投资重点由最初的基础技术研发和网络基础设施建设逐渐向 5G 应用和服务产品发生转移。长期的资本投入有助于推进 5G 应用落地，从而刺激整个 5G 价值链的产出潜能。美国和中国预计将成为这场“长期资本游戏”的主导者。 与前几代通信技术相比，5G 将成为更加通用的技术，到 2035 年，全球 5G 价值链将创造 3.5 万亿美元产出，提供 2,200 万个就业岗位；其中，中国 5G 价值链将创造 9,840 亿美元产出，考虑到人口的相对规模和资本投入规模，5G 无疑会为中国创造更多的就业机会。28.00% 24.00% 11.00% 4.00% 3.50% 3.00% 2.50% 24.00%0.00%5.00%10.00%15.00%20.00%25.00%30.00%美国 中国 日本 德国 英国 韩国 法国 其他图1-9：全球部分国家 5G 价值链研发与资本性支出份额（平均值，2020-2035 年）资本投入占比资料来源：IHS Markit白皮书（2017）、投资家研究院图1-10：5G 价值链对全球发展前沿国家经济产出与就业机会的贡献23资料来源：中国信通院、投资家研究院1.5.4 5G 对经济社会的影响5G5G5G 运营商网络设备投资 社会商品和劳务的需求 社会总需求各行业5G相关投资 ICT资本深化 社会总产出各行业投入产出效率 经济社会发展投资需求路径投资供给路径 5G 对经济社会影响的消费路径信息产品和服务创新 信息消费的扩大和升级垂直领域的5G应用 降低消费的门槛及成本 社会总产出其他消费的扩大及升级 经济社会发展增强信息消费有效供给带动“互联网+”相关消费 社会总需求5G 对经济社会影响的投资路径5G 对经济社会影响的国际化路径对外商品贸易途径对外直接投资路径 5G相关产品和服务出口 社会总需求海外分销和部署5G网络 社会总产出 经济社会发展 24Part Two5G 产 业 链255G 核心技术包含边缘计算、量子通信、IDC 和云计算技术等，相关产业链由上游基础设施建设 ( 含规划设计、基站射频、基带芯片等 ) 、中游设备网络和下游终端设备及应用场景组成 。基础设施建设 设备及网络主设备商基站/天线 小基站 天线 通信传输网络 接入网 承载网 核心网网络优化运维 终端设备+应用场景终端设备 电子设备 汽车 工业设备运营商应用场景 VR/AR 自动驾驶 工业互联网 智慧城市等网络规划设计元器件材料 基带芯片 射频器件：射频前端模块（功率放大器PA、滤波器、双工器、低噪放大器、接收器/发射机）、射频收发模块、基带信号处理器 光纤光缆 光器件2.1 5G 产业链简介26资料来源：前瞻产业研究院、投资家研究院目前全球 5G 商用逐步展开，我国 5G 发展位列全球第一梯队，但仍存较大发展空间。 根据基建建设周期，上游网络规划设计龙头企业和基带芯片、射频器件、光纤光缆及光器件等元器件材料将率先受益。元器件材料方面，我国企业有很大的技术性突破，然而射频器件领域 85% 以上市场份额被外资垄断，国内企业还存在大幅度的技术成长空间。据前瞻产业研究院统计，上游环节约占 5G 产业链整体投资的 20%。网络规划设计 元器件材料基带芯片 射频器件 光纤光缆 光器件宜通世纪恒泰实达国脉科技 高通华为海思三星英特尔联发科技 MurataTDK 亨通光电长飞光纤中天科技烽火通信富通集团 光迅科技海信光电旭创科技华工科技Skyworks Qorvo 资料来源：前瞻产业研究院、投资家研究院2.2 产业链上游：基础设施建设27主设备商 基站/天线小基站 通信传输网络 网络优化运维天线华为诺基亚爱立信中兴通讯思科 华为Kathrein康普京信通信通宇通讯华为爱立信中兴通讯京信通信大唐移动 接入网 承载网 核心网华为中兴通讯烽火通信紫光股份 杰赛科技三维通信中通服邦讯技术 通信设备网络是 5G 移动通信系统的核心环节，包含接入网、承载网和核心网等系统设备，而主设备商在整个 5G 网络建设中为运营商提供完整解决方案，担任着关键角色。 目前我国两大主设备商挤身全球前五强，华为和中兴分别位居市场第一和第四。据前瞻产业研究院统计，中游环节约占 5G 产业链整体投资的 50% ，其中主设备尤为重要，约占产业链整体投资的 40%。资料来源：前瞻产业研究院、DellOro Group、投资家研究院2.3 产业链中游：设备及网络28资料来源：前瞻产业研究院、投资家研究院设备终端 应用场景运营商中国电信、中国移动、中国联通和中国广电四大运营商获取 5G 商用牌照已满一周年，5G 商用普及将带动下游产业链蓬勃发展。 从设备终端来看，手机、家电、可穿戴设备、无人机及物联网市场将得益于我国人口红利而迅猛发展。 从应用场景来看，5G 将带来个人、企业、城市等多维度体验升级。据前瞻产业研究院统计，下游投资将占产业链整体投资的 30%。2.4 产业链下游：终端+应用场景29Part Three5G典 型 应 用 场 景303. 5G 应用场景5G 具备高连接速率、大容量高密度和低时延这三个关键特征，万物互联将因 5G 的落地成为现实，智慧城市、智能家居、车联网、自动驾驶、VR/AR 等应用场景在得到网络环境支持后将给人们生活乃至各行业带来影响。技术的关键能力往往决定其应用的范围。在国际电信联盟 (ITU) 制定的 5G 标准 (IMT-2020) 中，即以 5G 的三大关键性指标为依据，划分了 5G 未来的应用场景，即 eMBB(增强型移动宽带)、mMTC(海量机器类通信)、uRLLC(超可靠、低时延通信)。增强型移动宽带（eMBB）追求人与人之间极致的通信体验，对应的是3D/超高清视频等大流量移动宽带业务 大连接物联网（mMTC）主要体现为物与物之间的通信需求，面向智慧城市、环境监测、智能农业、森林防火等以传感和数据采集为目标的应用场景。 低时延高可靠通信（uRLLC）应用于对时延和可靠性具有极指标要求的领域，面向如车联网、工业控制等垂直行业的特殊应用需求。 313.1 增强型移动宽带（eMBB）32 虚拟现实 （Virtual Reality，VR）融合计算机、电子信息、仿真技术于一体，是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真，使用户沉浸到该环境中。增强现实（Augmented Reality，AR）是一种将虚拟信息与真实世界巧妙融合的技术，广泛运用了多媒体、三维建模、智能交互、传感等多种技术手段，将计算机生成的文字、图像、三维模型、等虚拟信息模拟仿真后，应用到真实世界中，两种信息互为补充，从而实现对真实世界的“增强”。3.1.1 eMMB 场景：虚拟现实1950 1980 2000 2016 20181968年，计算机图形学之父Ivan Sutherland设计了第一款头戴式显示Sutherland。 1 9 8 7 年 ， 计 算 机 科 学 家Jaron Lanier， “拼凑”出第一款投放市场的VR头盔产品，定价高达10万美元。 2014年Facebook以20亿美元收购Oculus；15年，国外微软、谷歌等巨头都参与VR赛道；国内涌现上百家VR创业公司。 2018年VR游戏，BeatSaber节奏光剑爆红短视频网络，VR再次进入公众视野。2020年初在疫情影响下，线上教学、娱乐迎来爆发式增长，文教类VR内容激增。2011年索尼接连发布HMZ，T1/2/3及无线版T3W系列，合适的定价加上丰富的影音娱乐内容成功打开第二轮商用大门。 2016年下半年，国内明星VR团队暴风魔镜团队大面积裁员，同时，米多娱乐与众景视界也传来欠薪消息。1995年，任天堂推出Virtual Boy，因技术不成熟，配套游戏内容跳票，被时代周刊评为“史上最差的50个发明”之一。萌芽期 尝试期 爆发期 混乱期 未来发展期第一款头戴式显示设备诞生标志着虚拟现实技术的初步实现，也为现今的虚拟现实技术奠定基础。 彼时的 VR 技术处境尴尬，内容稀缺，再加上高昂的定价直接导致 VR 商用首次尝试迅速搁浅。但即使失败的尝试也给 VR 进入 C 端做了一定铺垫。 VR 技术虽并未达到完全成熟，但 VR 内容的不断补充，帮助 VR 吸引了多家大玩家和资本方的加入，VR 一跃成为一级风口。 17-18 年被过度追捧的 VR 市场逐渐出现质疑声音，拥挤的风口并没有诞生出大批优质企业，投资热情迅速被浇灭。 18 年后，浮华退去，优质企业沉淀发展。同时 5G 的到来，加速VRAR 产业发展。2020 年初的全球疫情，也再次将 VR/AR 拉入大众视野。eMBB 的对应场景主要是 3D/超高清视频、虚拟现实等大流量移动宽带业务， 5G 通信技术的进步能够提升用户的画质体验和实时操作感。同时伴随着软硬件技术的发展及 VR/AR 相关内容的丰富，用户得到的体验也越来越真实、流畅，需求也会日益旺盛。本章节重点讨论虚拟现实技术及其应用场景。图3-1：虚拟现实的发展历程33 虚拟现实发展至今，早已衍生出不同类型的 VR 应用。从最开始在虚拟设备中模拟现实的 VR 技术，延伸至在真实的世界中增加虚拟信息的增强现实 AR 技术，再到最终将虚拟世界与现实世界无缝对接的混合显示 MR 技术。级别分类 技术特点 典型案例桌面级 VR 利用个人计算机和低级工作站进行仿真，计算机屏幕作为用户观察虚拟境界的一个窗口，各种外部设备用来驾驭虚拟环境，并且用于操纵在虚拟情景中的各种物体。 基于静态图像的 VR 技术、VRML沉浸式 VR 采用头盔显示，以数据首条和头部跟踪器为交互装置，把参与者的视觉、听觉和其他感觉封闭起来，使其暂时与真实环境相隔离，并可以利用各种交互设备操作和驾驭虚拟环境，给参与者一种充分投入的感觉。 基于头戴式显示器的系统、投影式 VR 系统分布式 VR 在网络环境下，充分利用分布于各地的资源，协同开发各种虚拟现实，是沉浸式VR的发展。它是不同的参与者联结起来，同时参与一个虚拟空间，共同体验虚拟经历，使用户协同工作达到一个更高的境界。 军用作战指挥仿真系统增强型 VR 增强现实性的虚拟现实不仅是利用虚拟现实技术来模拟现实世界、仿真现实世界，而且要利用它来增强参与者对真实环境的感受，也就是增强现实中无法感知或不方便感知感受。 AR 眼镜，商业展示 不同类型的 VR 可适用于不同的场景。按照 VR 功能由低到高可分为 4 类：桌面级 VR、沉浸式 VR、分布式 VR、增强现实性 VR（AR）。虚拟现实 Virtual Reality（VR）是“无中生有”的体验利用 VR 设备模拟产生一个三维的虚拟空间，提供视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般。用户在 VR 体验中创造的世界，更有一种沉浸式体验。 增强现实 Augmented Reality（AR） 是现实的“锦上添花”是 VR 技术的延伸，能够把计算机生成的虚拟信息（物体、图片、视频、声音、系统提示信息等）叠加到真实场景中并与人实现互动。在 AR 中，用户既能看到真实世界，又能看到虚拟事物。 混合现实 Mixed Reality（MR）是“实幻交织”的体验是 AR 技术的升级，将虚拟世界和真实世界合成一个无缝衔接的虚实融合世界，其中的物理实体和数字对象满足真实的三维投影关系。在 MR 中，用户难以分辨真实世界与虚拟世界的边界。3.1.2 虚拟现实分类34 15.8 60.6 160 343 550 900 1600 2700 4300283.5% 164.0% 114.4%60.3% 63.6% 77.8% 68.8% 59.3%00.511.522.530500100015002000250030003500400045005000 2015 2016 2017 2018 2019 2020E 2021E 2022E 2023E图3-2：中国虚拟现实市场规模及预测（单位：亿元，%）市场规模（亿元） 增长率资料来源：中国信通院、投资家研究院 2016 年被看作是中国虚拟现实发展的元年，此时大量资本进入市场，再加上相关政策的助推，虚拟现实市场迅速发展。但由于 15、16 年的过度热捧，再加上当时虚拟现实市场不成熟、内容不完全，技术发展不如预期，导致资本热情急速冷却。许多挂着虚拟现实名号的创业项目纷纷倒闭关门，然而一地鸡毛表象的背后其实是优胜劣汰。近两年虚拟现实用户体验逐渐提升，成本有所降低，内容不断完善，未来再加上 5G 的助力，虚拟现实市场具有持续高速增长的巨大潜力。 根据中国信通院数据显示，2016 年中国虚拟现实市场规模为 60.6 亿元，2017 年增长至 160 亿元，涨幅超过 100%。未来几年增速有所放缓，但中国虚拟现实市场规模预计仍会保持 60% 以上的高速发展，到 2023 年市场规模或将超过 4,000 亿元。3.1.3 虚拟现实：产业规模355G 助力中国虚拟现实未来发展画面质量低，场景劣质失真，用户体验差，急需提升画质传输效果 大带宽低时延 超高清、高质量、多维度的画面都可以无损传输，提升用户体验。操作延迟严重，操作体验差，互动过程中产生的现实割裂感严重 高速率、低时延的网络能够实现互动的实时反馈，加强沉浸式体验虚拟现实现阶段最影响用户体验的两个核心痛点分别是画面质量低和操作延迟严重。而 5G 带来的大带宽和低时延恰好能有效解决这两方面的痛点，为用户提供超高清、实时反馈、真实、沉浸的 VR 体验。过去 未来3.1.4 5G 有望打破 VR/AR 成长天花板 （1）5G 助力处理器云端化，提升算法能力，优化设备体积Cloud VR 是指将云计算、云渲染的理念及技术引入虚拟现实业务中，借助高速稳定的网络，将云端的显示输出和声音输出等经过编码压缩后传输到用户的终端设备，在虚拟现实终端无绳化的情况下，实现内容上云和渲染上云，成为贯通采集、传输、播放全流程的云控平台解决方案。鉴于 5G 具备低时延、大宽带特性，可利用云端强大的 CPU 和 GPU 完成计算与渲染，再利用 5G 网络传输到 VR/AR 设备，Cloud AR/VR 方案得以实现。Cloud VR/AR 不仅可以在降低一体机终端算力的基础上提供更优质的内容，还可以利用云化技术，降低终端成本，实现轻量化、移动化和无绳化。图3-3：Cloud VR/AR 演进五个阶段资料来源：华为、投资家研究院VR 应用及技术特点 阶段 0/1 阶段 2 阶段 3/4AR 应用及技术特点连接需求以 WIFI 连接为主 4G 和WIFI内容为流媒体20 Mbps + 50 ms时延要求 4.5G内容为流媒体40 Mbps + 20 ms时延要求 5G内容为流媒体100 Mbps9.4 Gbps + 210 ms时延要求操作模拟及指导、游戏、远程办公、零售、营销可视化（图像和文字本地叠加） 空间不断扩大的全息可视化，高度联网化的公共安全 AR 应用（图像上传，云端响应多媒体信息） 基于云的混合现实应用，用户密度和连接性增加（图像上传，云端图像重新渲染）（本地渲染动作本地闭环）（全景视频下载，动作本地闭环） （动作云端闭环，FOV（+）视频流下载） （动作云端闭环，云端 CG 渲染，FOV（+）视频下载）游戏、建模 360 视频、教育 沉浸式内容、互动式模拟、可视化设计 超高体验的游戏和建模实时渲染/下载PC VR Mobile VR Cloud Assisted VR Cloud VRCloud AR3D AR/Mixed Reality2D AR363.1.4 5G 有望打破 VR/AR 成长天花板 （2）5G 网络将实现 VR/AR 业务更高程度