我國5G應用規模化發展研究

潘 峰 李 珊 李澤捷

中國信息通信研究院 北京 100036

引言

5G商用以來，5G應用的規模化發展成為高質量發展的關鍵，同時如何利用5G促進各行業數字化改造和轉型也是各界關注的焦點。2021年7月，工信部聯合中央網信辦、發展改革委等九部委聯合印發《5G應用“揚帆”行動計劃(2021-2023年)》，引起了社會各界的關注，5G應用規模化發展進入關鍵時期。為了促進5G應用創新，自2018年以來，工信部連續舉辦四屆“綻放杯”5G應用征集大賽，極大促進了5G應用的發展，同時也蘊含著5G應用規模化發展的重要趨勢。

1 我國5G應用正從“試水試航”走向“揚帆遠航”

1.1 頂層設計逐步完善，初步形成5G應用推進合力

“十四五”時期是中國開啟全面建設社會主義現代化國家新征程的第一個五年，也是中國5G規模化應用的關鍵時期。《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》提出“構建基于5G的應用場景和產業生態”。工信部聯合中央網信辦、發展改革委等九部委印發《5G應用“揚帆”行動計劃(2021-2023年)》統籌推進5G應用發展，把握5G應用關鍵環節，賦能5G應用重點領域，凝聚各方力量，激發市場活力，形成推進合力，構筑5G全面賦能經濟社會發展的新格局。同時，編制印發《關于推動5G加快發展的通知》《“雙千兆”網絡協同發展行動計劃(2021-2023年)》《工業和信息化部辦公廳關于印發“5G+工業互聯網”512工程推進方案的通知》，從網絡建設、應用場景等方面加強政策指導和支持，引導各方合力推動5G應用發展，跨部門協同不斷加強。工信部聯合衛生健康委開展“5G+醫療健康試點”，與發展改革委共同組織實施《2021年新型基礎設施建設專項(新一代信息基礎設施領域)》，與發展改革委、國家能源局、中央網信辦聯合印發《能源領域5G應用實施方案》，與教育部聯合印發了《關于組織開展“5G+智慧教育”應用試點項目申報工作的通知》。地方層面，各地政府高度重視5G發展，紛紛出臺各項5G支持政策，2021年由前兩年支持網絡建設為主轉變向支持應用創新傾斜。根據中國信通院數據統計，截至2021年12月底，全國省、市、區共出臺5G政策583個[1]，為各地5G應用發展創造了良好的政策環境。

1.2 我國5G網絡建設適度超前，建用互促

當前，我國5G網絡建設正加速推進，已建成全球規模最大的5G獨立組網網絡。截至2021年11月底，我國已建成5G基站139.6萬個，覆蓋全國所有地級市城區、超過97%的縣城城區和40%的鄉鎮鎮區[2]。5G網絡覆蓋不斷延伸的同時，網絡質量也得到不斷的優化，終端SA連接占比不斷提高。中國信息通信研究院5G云測平臺監測顯示，2021年第四季度，我國4G網絡平均下載速率為28.1Mb/s，5G平均下載速率為332.5Mb/s，5G平均上傳速率為48.9Mb/s。在工信部的要求下，2021年“517”世界電信日后我國新入網5G終端需要默認開啟SA(獨立組網)功能。5G云測平臺監測顯示，截至2021年底，手機終端SA連接占比已超過70%，華為、榮耀、OPPO、VIVO等終端SA連接占比超過80%[3]。為了進一步滿足垂直行業對5G網絡的高可靠訴求，業界已開展研究并不斷完善SLA(Service Level Agreement，服務等級協議)指標及框架體系，建設SLA監測、管理體系與閉環保障能力。

1.3 我國5G應用基礎扎實，全面綻放

5G正式商用兩年來，在網絡建設和市場發展等方面取得了積極進展，為5G應用奠定了堅實基礎。目前我國5G網絡規模和用戶數均實現全球領先。截至2021年11月，我國5G手機終端連接數已超過4.97億戶，占全球比重超過75%，5G用戶滲透率超過30%，位居全球第一[2]。目前，全國5G應用創新的案例覆蓋22個國民經濟重要行業，在工業制造、醫療等多個領域應用場景加速規模落地，5G賦能效果逐步顯現。工業行業圍繞研發設計、生產制造、運營管理、產品服務等環節，形成5G+質量檢測、遠程運維、多機協同作業等典型應用。已有138個鋼鐵企業、194個電力企業、175個礦山、89個港口實現5G應用商用落地[4]，有效推動工業智能化制造、網絡化協同、個性化定制、服務化延伸、數字化管理，助力工業企業數字化、網絡化和智能化轉型。醫療行業中5G+急診急救、遠程會診、遠程診斷、健康管理的應用，有效提升診療服務水平和管理效率。在媒體、文旅等行業，5G賦能4K/8K全景直播、景區無人接駁車和生態管理等應用，提升游客體驗，提高景區、場館等智能化管理與服務水平。5G+超高清視頻、背包、轉播車，已應用在《舞上春》、建黨100周年《偉大征程》等大型活動中。

2 從“綻放杯”看5G應用發展態勢

“綻放杯”5G應用征集大賽(以下簡稱“大賽”)是我國5G應用領域最具權威性和影響力的賽事，自2018年起已經連續舉辦四屆。通過對四屆大賽大量項目的數據挖掘和深度洞察，可以幫助行業研判5G應用發展態勢和方向[5]。

2.1 行業應用廣度拓寬，與千行百業加速融合

2021年第四屆大賽共收到來自全國31個省/自治區/直轄市和香港特別行政區的近7000家企業、科研院所、行業協會、政府機構等單位參與申報的12281個項目。大賽選拔并孵化出了一批創新能力突出、應用效果優秀、市場前景可觀的5G應用項目，助力5G與實體經濟的融合。在第四屆大賽所有參賽項目中，工業互聯網、智慧園區、智慧城市、信息消費、智慧醫療、文化旅游領域的參賽項目數量位居前六位，如圖1所示。

圖1 2021“綻放杯”大賽參賽項目行業領域占比

相比2020年，5G技術進一步深入工業領域，工業互聯網領域參賽項目數量成倍增長。在政策的鼓勵和引導下，隨著技術和解決方案愈發成熟，智慧城市、醫療、文旅、教育等領域民生服務類5G應用數量也大幅增加，5G應用與民生服務領域的結合度不斷提升。

2.2 5G應用成熟度大幅提升，部分項目已實現從1～10可復制

我國5G應用已經實現從“1”到“10”，不斷走深向實。通過對不同領域的參賽項目的橫向分析來看，2018年，第一屆“綻放杯”大賽中75%以上的參賽項目都處于“原型設計”的初級階段，這一比例逐年下降，2021年為20.53%。同時，2021年已實現“商業落地”和“解決方案可復制”的項目數量總數接近50%，其中15%項目已實現“解決方案可復制”，見圖2所示。從產品創新擴散角度來看，參賽項目通過原型設計完成功能布局，再通過試點示范確保總體功能設計在商業環境中可行，進而逐步推進商業落地，通過增加投資規模擴大產量，部分場景解決方案可實現復制。

圖2 2018～2021“綻放杯”大賽項目成熟度對比

2.3 5G與各類新技術融合創新，關鍵技術能力不斷提升

5G繼續展現對新興技術的帶動融合能力。第四屆“綻放杯”大賽參賽項目中，定位、大數據、邊緣計算、云計算、人工智能技術的使用率均超過40%。相比前三屆大賽，虛擬專網(網絡切片)、上行增強、5G LAN等技術在5G項目中的應用比例顯著增加，見表1。值得關注的是，當前各領域5G應用對定位技術需求較為明顯，關鍵技術能力繼續提升，5G解決方案日趨完善，支撐5G與更多行業領域融合發展。

表1 2018～2021 “綻放杯”大賽項目關鍵技術分析

2.4 行業需求進一步聚焦，通用型終端需求旺盛

攝像頭/相機、5G CPE、5G網關、傳感器等終端需求旺盛，各行各業對終端類型的需求進一步聚焦。其中，攝像頭/相機類終端在大賽項目中使用的占比最高，達到57.75%，其次是5G CPE，占比超過50%，如圖3所示。在對工業制造、園區、教育、智慧城市、文旅五個行業領域的分析中發現，攝像頭/相機在大部分行業中使用需求和使用率超過了半數，已成為各領域項目中的剛需。5G CPE仍然是各行業普遍采用的5G連接方式，一段時間內，各類5G應用解決方案中使用5G CPE轉接信號連接設備的方式將持續。5G網關、AGV、DTU(串口數據與IP數據的轉換器)在工業制造中的應用相對集中，超過70%的制造類參賽項目使用了5G網關，超42%的項目使用了AGV設備。AR/VR終端在教育、文旅行業的使用較為普遍，尤其VR終端在兩行業的使用率分別達到55%和62%，如圖4所示。

圖4 各領域參賽項目應用終端類型分析

2.5 5G應用產業生態正在逐步繁榮

大賽申報主體類型可以充分反映產業各方參與的力度及產業生態繁榮情況。從項目申報主體類型上看，2021年，包括中國電信、中國移動、中國聯通、中國廣電在內的運營企業仍然在促進5G應用發展上占據主導地位，參賽項目占比超過66%，但相比2020年占比有所下降，見圖5。而今年解決方案提供商參賽項目數量占比與往年相比則大幅上升，占比超過20%，解決方案提供商在主導5G應用創新方面的能力不斷增強。

圖5 2018-2021年“綻放杯”大賽參賽項目主體類型分布

解決方案提供商參與力度的持續加大反映了5G產業鏈各方積極投入5G應用推進工作，相關企業在孵化5G應用解決方案時的能力更加完善，能夠更好地滿足行業應用單位需求。在應用領域分布方面，解決方案提供商的參賽項目聚集在工業互聯網、醫療健康、其他(政務、園區、商業等)、智慧城市、民生(智慧醫療、智慧教育、信息消費)。

3 我國5G應用規模化發展進入關鍵階段

經過4年的醞釀和孵化，各行業5G應用不斷綻放，深度融合，給千行百業的數字化轉型和智能化升級帶來了創新活力。當前，我國5G應用發展經過技術驗證、場景適配等階段，大部分行業的應用場景已經逐步清晰，工業、能源、港口、礦山、醫療等重點行業已經邁入行業適配階段，下一步，5G應用規模化發展將進入關鍵階段。

同時，5G應用發展還將面臨三方面問題。一是應用深度不足。我國行業眾多，各行業、各企業數字化水平和發展階段不同，需求和問題差異性大，與行業的技術、設備、流程等融合深度不足，需借助國家、行業和地方力量做深做實。二是整體生態能力不足。5G生態系統比4G生態系統更加復雜，創新協同難度加大。我國原始創新能力薄弱，構建產業生態的基礎不足，創新要素的基礎存在短板(技術要素、資金要素等)。企業構建生態能力不足，能力開放、利益讓渡、構建生態的意識不強。三是聯動協同效應不足。各行業雖然發展階段、程度不一，但路徑、經驗以及通用化產品級能力是可復制的，需要行業間協同、行業間推廣，目前缺少機制。對此，推動5G應用規模化發展主要建議如下。

一是要建立推進體系。國家層面，通過頂層設計，持續施加“源動力”。圍繞“揚帆”行動計劃，形成國家層面牽頭的跨部委工作機制，持續加強并完善5G應用推廣政策體系建設和評估。行業層面，推動跨行業經驗交流合作機制，通過先導行業總結經驗、知識，提煉共性技術/平臺，逐步向其他行業傳遞等。其他行業吸收環境中產生的巨大的放大、增長效應，全面賦能落實業務，通過國家牽引，形成行業間“發展共振”。地方層面，推動央地聯動，構建跨部門、跨行業、跨領域協同聯動的機制，做好標準、產業、建設、應用、政策等方面有機銜接，形成政府部門引導、龍頭企業帶動、中小企業協同的5G應用融通創新模式，促進5G融合應用加快落地。通過5G應用引領區，結合地方產業經濟特色，推動行業應用走深向實。

二是重點行業分類施策。我國行業數字化水平參差不齊，需求差異性大，個性化更為突出，推進5G應用規模化發展必須一個行業接著一個行業推廣，持久發力。對于先導行業，做深上量。抓住能源、工業等重點行業，集中力量進行技術攻關，推動行業標準，加強5G應用深度。通過專項資金等不斷降低成本，形成可以速復制和推廣的解決方案，以量變帶動質變。打通商業模式閉環，與行業龍頭攜手創建產業生態。對于潛力行業，應加強5G應用試點示范，與行業主管部門合作，創造良好發展環境。推廣優秀案例和試點項目，加大宣傳和推廣力度。持續豐富場景，明確需求，推動重點應用規模復制。對于待培育行業，應持續孵化和培育應用場景，引入低成本、易部署、難度低的解決方案，持續開展試點示范。對于待挖掘行業，鼓勵開展行業合作，推動技術和場景適配。引入先導和潛力行業的成熟技術、解決方案及成功經驗，加速5G需求挖掘。

三是重點應用梯次導入。推進5G應用規模化發展，要立足我國國情，結合5G標準客觀發展規律和行業數字化轉型需求，走出中國特色的5G行業應用推進路線。5G必須與行業特有的技術、知識、經驗緊密結合，以點帶面、縱深推進重點行業規模化復制應用。聯合產業各方，由淺入深、循序漸進，由生產監測、遠程服務、智慧物流等基礎環節向數字化研發精準控制等關鍵環節延伸，成熟一批、推廣一批、復制一批，最終通過示范引領促進行業應用規模化落地。探索形成先導行業試點孵化應用場景，梯次向有潛力、待培育行業滲透推廣，帶動5G與需求待挖掘行業深度融合的發展模式，助推行業應用形成規模化發展正向循環。

四是建設應用產業大生態。5G應用產業生態涉及角色眾多，需優化現有合作機制，照顧各方利益，打造“共生、互生、再生”的5G產業生態圈。鼓勵商業模式創新，開展優秀商業實踐評選。推動運營商、設備商、行業解決方案提供商建設基于生態的運營模式，探索能力開放和共性能力平臺建設。持續推動解決方案供應商培育工作，鼓勵龍頭企業孵化創新能力強、帶動效應明顯的領先供應商。先鋒企業在此期間應充分發揮擔當作用，凝聚產業鏈上下游多方主體廣泛參與，各方優勢互補，開展“團體”合作，打通技術、標準、產品、方案等各環節，持續推動形成5G應用的大融合、大生態。

4 結語

我國要在“十四五”期間持續保持經濟平穩增長，必須充分釋放以5G為代表的前沿數字技術創新對經濟社會高質量發展的基礎和帶動作用。5G商用以來，我國5G應用已經實現從“1”到“10”，不斷走深向實，在工業、醫療、港口等各領域開展應用實踐，目前已進入到規模化發展的關鍵時期。5G應用規模化的目標，不僅僅是ICT本身的繁榮和創新，更是為實現我國數字化整體發展，為千行百業提供創新動力和基石。5G應用規劃化本質，是從模仿式創新到原始性創新的突破，是我國數字化浪潮的浪尖。因此，未來需要產業各方、行業內外、全國上下齊心協力，共推產業，共建生態，共創未來，真正實現我國5G應用揚帆遠航的嶄新局面。