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5G 时代的十大应用场景下

文 | 华为无线网络产品线

2018 年 7 月,华为公司发布了《5G 时代,十大应用场景白皮书》,关系未 来十几年商业发展前景,科技前沿,不 可不知。MFC 整理编辑该报告,以飨 读者。

与前几代移动网络相比,5G 网络 的能力将有飞跃发展。例如,下载峰值数据速率可达 20Gbps(1Gbps=128M/ s),而上传峰值数据速率可能超过10Gbps;此外,5G 还将大大降低时 延及提高整体网络效率:简化后的网 络架构将提供小于 5 毫秒的端到端延 迟。那么 5G 给我们带来的是超越光纤 的传输速度 (Mobile Beyond Giga),超越工业总线的实时能力 (Real-Time World) 以及全空间的连接 (All-Online Everywhere),5G 将开启充满机会的时代。

为更好了解新网络能力所能带来的 商业机会,我们选取了 10 个应用场景 进行分析,希望借此帮助行业了解无线进展,积极拥抱数字化、无线化的大趋 势。

图1 云端游戏处理过程

无线家庭娱乐——超高清8K视频和云游戏

到2016 年8月,全球共有近千万个4K / UHD电视用户。4K/UHD电视机已经占据了全球 40% 以上的市场份额,8K电视机即将面市。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100Mbps,需要5GWTTx 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5GWTTx。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90fps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 75Mbps,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。

带宽越高,视频流质量越好。高清电视和云游戏在高峰使用时间内也必须 保证可靠的连接。

5G 可以应对网络容量的这一重大挑战。

商业模式和应用案列

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。

巨头们已经开始了对WTTx 部署的尝试。AT&T和Verizon计划于2018年推出5GWTTx。Google放 弃了其在全美部署光纤的计划,转而于 2017 年 6 月收购高速无线互联网服务 提供商 Webpass,显示了其对无线宽 带业务的兴趣。

2016 年里约奥运会期间实现了世 界首次 8K 现场直播。日本公共广播电 台 NHK 测试了 8K 电视广播,播放了 开闭幕式,游泳比赛和田径比赛。此外, NHK 计划在 2020 年东京奥运会期间进 行 8K 直播。韩国计划在 2018 年的平 昌冬奥会进行 8K 直播。

市场展望

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,固定宽带用户将达到 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 90fps 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。

联网无人机——专业巡检和安防

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。

商业模式和应用案列

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。

图2 无人机商业模式

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 XLabs,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>200Mbps的传输带宽。

市场展望

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ABIResearch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。

社交网络——超高清 / 全景直播

截至 2017 年第三季度末,10 大社交网络中每月活跃用户总数约为 100 亿。排在前三位的社交网络包括Facebook,每月活跃用户数量 20 亿, YouTube15 亿,微信 9.63 亿。

智能手机一直是社交网络的关键。 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。Facebook于2017年1季度推出了360°直播视频平台,使得创作者和观众更容易参与其中。主播们可以在Facebook上分享分辨率高达4K的360°直播视频。

与Facebook兼容的商业直播视频摄像机包括Garmin VIRB360, GiropticiO,three Insta360和诺基亚的Ozo Orah4i。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。

商业模式和应用案列

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60~80ms下降到10ms以内 ;

高清视频输入通常需要50Mbps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 100Mbps。

图3 中国和美国的移动直播市场差异对比

图4 导盲头盔

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。

市场展望

2017 年第三季度,十大社交网络每月有100亿活跃用户。微信上有10亿。

流媒体录像设备从手机摄像头发展到360°全景,从480p发展到 4KVR。

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。

个人 AI辅助——AI辅助智能头盔

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”。

商业模式和应用案列

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60~80ms下降到10ms 以下。高达10Gbps 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。

图5 5G 使能的可穿戴设备图6 5G 网络支持个人可穿戴设备

市场展望

根据 ABIResearch 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——AI 使能的视频监控

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。

商业模式和应用案列

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。

市场展望

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。

预计在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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