艾瑞轻舟已过万重山2019年5G应用场景研究报告

轻舟已过万重山20195G应用场景研究报告2©2019.11iResearchInc.摘要来源：由艾瑞自主研究绘制。无论是垂直行业用户还是投资者，都应该从应用场景的需求出发，分析应用场景与5G技术的相关度及5G网络的成熟度，从而判断该应用是否为真正的5G应用及该应用场景的成熟时间，为决策提供支撑。当前5G发展重点要从两方面发力，一方面要建设高质量的5G网络，另一方面要加速通信行业与垂直行业的融合，促进5G网络及应用的发展与成熟。移动互联网及物联网的发展，催生5G通信技术。相较于前几代移动通信技术，5G在标准、性能、网络架构、用户群体及产业链的发展速度方面均有很大不同。ITU-R为5G定义了eMBB（EnhanceMobileBroadband）、uRLLC（UltraReliableLowLatencyCommunications）及mMTC（MassiveMachineTypeCommunications）三大应用场景。目前市场上已经出现大批消费级及行业级5G应用场景，各应用场景对5G网络的需求各不相同，应用场景的成熟度也各不相同。为满足不同运营商5G网络建设的需求，3GPP分别从4G和5G两个角度定义了NSA与SA两种组网方式。从5G角度看，SA组网才能真正支持超高可靠低时延的应用场景。目前，5G标准还未全部完成，网络部署也需要一定时间，最快也需要到2023年左右，5G网络才具备支持超高可靠低时延应用场景的能力。SMS3概述：5G有何不同1网络：5G网络如何部署2应用：5G有哪些应用场景3展望：5G如何发展44©2019.11iResearchInc.技术人们对移动网络高性能的追求，推动移动通信技术从2G向4G演变。但随着移动互联网快速发展，现有4G网络的速率、时延已无法满足人们对高清视频、全景直播及沉浸式游戏业务的极致体验，移动通信技术需要向下一代演进。另一方面，随着物联网的快速发展，多元化的应用场景及海量的设备连接，对4G网络的速率、时延及连接密度都带来极大的挑战，急需下一代技术满足这些应用需求。可见，移动互联网及物联网的快速发展推动移动通信技术向下一代演进，5G应运而生。注释：实心圆圈的大小代表时延的大小。来源：由艾瑞研究院自主研究绘制。移动通信技术用户速率2G3G4G5G1G/S100M/S1M/S视频图片短信4/8K视频、全景直播视频监控远程医疗对移动网络高性能的追求推动移动通信技术不断演进5©2019.11iResearchInc.有何不同—技术标准R16预计在2020年完成，5G实现了全球统一标准每一代移动通信技术都有不同的制式，5G首次实现了全球标准的统一。在3G时代，有3GPP制定的WCDMA、TD-SCDMA及3GPP2制定的cdma2000三个标准。4G时代，3GPP制定了FDD-LTE及TDD-LTE两个标准。对于5G，3GPP只制定了一个标准，标准化工作分为两个阶段，分别对应R15和R16版本。其中R15版本按时间又分为R15NRNSA（非独立组网）、R15NRSA（独立组网）和R15latedrop三个子阶段。因R15latedrop完成时间比原计划推迟了3个月，受此影响，R15版本于今年3月份冻结，R16版本完成时间向后顺延3个月，预计在2020年3月份完成。注释：全球统一标准指的是3GPP内部，不包含IEEE的5G标准。来源：公开资料，由艾瑞研究院自主研究绘制。5G实现了全球统一标准5G标准化时间表20172018201920201G2G3G4G5GFDD-LTETDD-LTEWCDMATD-SCDMAcdma2000GSMIS-95AIS-136IMT-2020AMPSCDPDNMTR15R16NSASALatedropR1612月6月3月3月6©2019.11iResearchInc.有何不同—性能指标大带宽、高可靠低时延、大连接推动行业发展相较于4G，5G的传输速率、时延、移动性及连接密度等指标均有质的提升。根据ITU的取值，5G的峰值速率高达20Gbps，体验速率可达1Gbps，空口时延小于1ms，每平方千米可连接百万设备，可支持每小时500km以上的移动速度。高性能的5G网络可承载对网络有特殊需求的行业应用场景，是企业数字化转型的基础，将有效推动行业发展。来源：公开资料，由艾瑞研究院自主研究绘制。5G技术的关键性能指标连接密度(/km²)11105峰值速率(G/s)用户体验速率(G/s)流量密度(M/s/m²)时延(ms)移动性(km/s)20500101060.114001100.10.15G性能指标4G性能指标频谱效率(相对于4G的提升)3x1x网络能量效率(相对于4G的提升)100x0.1x1x7©2019.11iResearchInc.有何不同—网络架构新型网络架构使5G网络具备承载多元化应用场景的能力为满足关键性能指标、网络运营能力及网络演进的需求，5G从核心网及接入网两方面进行了网络架构创新。一方面，无线侧从BBU+RRU的网络架构演变为CU+DU+AAU的三级结构，BBU功能拆分，网元功能更细化，组网方式更灵活，能够支持不同应用场景的需求。另一方面，核心网功能拆分为NewCore和MEC两个网元，功能下沉，MEC部署在更靠近用户的地方,以满足低时延业务的需求。基于NFV（网络虚拟化）与SDN（软件定义网络）的5G核心网，可实现功能与硬件的解耦合、控制与转发的分离及网络切片，从而达到提高网络性能的目标，以支持多元化的应用场景。来源：公开资料，由艾瑞研究院自主研究绘制。4G与5G网络架构对比无线侧核心网BBURRURRU天线天线EPCBBU的部分物理层处理功能与原RRU及无源天线合并为AAU。4G网络架构5G网络架构5GCMECCUDUAAU网元连接逻辑架构演变过程原BBU的非实时部分将分割出来，重新定义为CU，负责处理非实时协议和服务。BBU的剩余功能重新定义为DU，负责处理物理层协议和实时服务。CUDUAAU8©2019.11iResearchInc.有何不同—用户群体C端市场增长乏力，B端应用将成为5G发展的主要驱动力C端市场增长乏力，B端应用将成为5G发展的主要驱动力。就C端市场而言，一方面是因为移动用户的渗透率已经高达112.2%，增长乏力且ARPU逐年下降。另一方面，移动互联网快速发展，虽带来用户流量的高速增长，但因提速降费，运营商价格战等原因，整体呈现流量猛增，收入不变的现象。整体来看，C端用户规模已到达极限，营收开始下滑，C端市场已趋于饱和。相对来说，垂直行业应用市场潜力巨大，一方面是因为物联网的连接量将远远超过移动互联网。另一方面，5G作为行业数字化转型的基础，将创造更高的应用价值。来源：工信部、移动财报、联通财报、电信财报及其它公开资料，由艾瑞研究院自主研究绘制。12.720.641.993.8246.0711.00.10.20.40.81.74.42013201420152016201720182013-2018年移动互联网接入流量移动互联网接入流量（亿GB）DOU(GB/月/用户)8,385.18,192.87,898.58,121.38,251.5201420152016201720182014-2018年三大运营商移动业务收入三大运营商移动业务收入（亿元）122,911.3128,609.3130,573.8132,193.4141,748.8156,610.090.8%94.5%92.5%95.6%102.0%112.2%2013201420152016201720182013-2018年中国移动电话用户数移动电话用户数（万户）移动电话普及率（%）9©2019.11iResearchInc.©2019.11iResearchInc.有何不同—终端成熟度5G终端成熟度高，发展速度快前文讲，行业应用将成为5G发展的主要驱动力。面对多样化的场景需求，5G终端将沿着形态多样化和交互多元化发展。各国政策大力支持，通信企业共同努力，在5G商用元年，终端的类型和数量已远远超过预期，发展速度之快是历代移动通信技术无法比拟的。4G商用元年，市场上只有4款4G终端，而截止到今年9月10日，5G终端数量已有136款之多，促进了5G行业应用的发展。来源：GSA及其它公开资料，由艾瑞研究院自主研究绘制。来源：GSA及其它公开资料，由艾瑞研究院自主研究绘制。1926333946563月4月5月6月7月8月2019年3-8月全球5G终端厂商数量5G终端厂商（个）345268961061363月4月5月6月7月8月2019年3-8月全球5G终端数量5G终端（台）10概述：5G有何不同1网络：5G网络如何部署2应用：5G有哪些应用场景3展望：5G如何发展411©2019.11iResearchInc.组网方式为满足不同需求，3GPP定义了NSA和SA两种5G组网方式为满足不同运营商5G网络建设的需求，3GPP从两个角度定义了NSA（非独立组网）和SA（独立组网）两种5G组网方式。从5G角度来看，NSA是5G网络要以4G基站为控制面锚点接入到EPC（4G核心网），或者以增强型的4G基站为控制面锚点接入5GC(5G核心网)，反之就是SA。从4G角度看，4G网络要以5G基站为控制面锚点接入5GC，反之是SA。标准制定早期，3GPP共提出了8种5G组网方式，2017年发布的标准优先选用了Option2、Option3/3a/3x、Option4/4a、Option5、Option7/7a/7x组网架构。目前这5种组网架构随着3GPPR15中NSA、SA及latedrop三个子版本的冻结均已经完成。从5G角度来看Option2、Option4/4a属于SA架构，Option3/3a/3x、Option5及Option7/7a/7x属于NSA架构。从不同角度看，结果不同，本报告主要从5G角度定义两种组网方式。来源：根据公开资料，由艾瑞研究院自主研究绘制。5G组网方式5GCNR5GCEPCLTENReLTENROption2Option5Option3/3a/3xOption4/4aOption7/7a/7x5GCNReLTE5GCNAS信令数据蓝色：5G绿色：4GeLTE12©2019.11iResearchInc.组网方式：以Option3系列为例Option3系列需要利用4G网络基础设施与5G基站融合组网来源：根据公开资料，由艾瑞研究院自主研究绘制。从5G角度看，Option3系列属于NSA组网方式的一种，主要包含Option3、Option3a、Option3x共计三种子架构。本报告重点以Option3系列为例来介绍NSA组网方式。Option3系列需要利用4G网络的核心网及基站与5G基站融合组网。终端需要同时接入4G和5G基站，以4G基站为控制面锚点接入4G核心网。Option3系列中，4G基站用于对终端的管理，5G基站相当于为4G基站增加了额外的资源，增大了带宽，以支持更高速率的数据业务。Option3系列3种子架构不同之处在于数据分流节点的网元不同。Option3的数据分流点是在4G基站，Option3a的数据分流节点在4G核心网，Option3x架构的数据分流点在4G核心网及5G基站。在Option3系列中，只有Option3既要新建5G基站，又要对现有4G基站升级，其它两种子架构只需要新建5G基站即可。Option3系列组网方式EPCLTENREP