赛迪智库 无线电管理研究所
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。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。
对2021年形势的基本判断
5G网络建设规模进一步增长
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。截至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2020年9月底已提前完成全年30万个建设目标，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，截至9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。
5G C/B/G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着。
5G将对工业互联网领域
显着赋能
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，截至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，工业和信息化部印发《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。
需要关注的几个问题
5G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1.2万亿元，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。
5G在垂直行业的
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，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。
5G融合应用商业盈利模式
尚不明晰
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。
F5G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。国家发改委和工业和信息化部联合发文，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。
应采取的对策建议
加强5G重点垂直行业应用
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的5G垂直行业应用案例。二是针对uRLLC及mMTC等场景需求，提前开展相关产业战略布局，注重与车联网、人工智能、区块链等新一代信息技术的融合创新，完全释放出5G的潜能。三是强化5G融合应用相关的数据安全管理和数据安全保护方面的立法和监管，要切实保障公共数据和个人隐私信息的安全，提高对信息收集、存储、使用等流程安全的关注度。四是针对影响融合应用发展的具体挑战提出切实可行的解决方案，在知识产权保护、人才队伍建设等方面不断加强对融合应用发展的保障力度。
统筹加快5G网络建设部署
一是切实推进5G建设进度。一方面，基础电信企业要制定年度5G网络建设计划，抢抓工期，保质保量完成建网目标。另一方面，地方政府和相关职能部门要协助解决基站建设租金高、进场难、辐射投诉、电费高等问题和难点，为基础电信企业抢抓工期提供保障。二是强化5G频率支撑。一方面，适时发布部分5G毫米波频段频率使用规划，满足不同场景下的网络建设需求。另一方面，要加快推进700MHz频率迁移工作，为该频段上尽快商用5G扫清障碍。三是多措并举保障5G网络建设投入。一方面，加大基础电信运营商混改力度，进一步引入社会资本参与5G网络建设。另一方面，加大2G/3G网络退网力度，精细化降低企业OPEX费用。此外，通过专项财政补贴、专项产业发展基金、地方政府专项债券等方式，为5G网络建设创造宽松的资金周转环境。
探索明晰的5G融合应用
商业模式
一是基于流量分级的商业模式，eMBB场景下流量经营仍然是运营商主导的商业模式。5G时代，运营商需要加快用户分级的智能管道升级，实现差异化的流量收费模式。二是基于连接的商业模式，对于大连接场景，运营商可以单独提供连接，也可以按照物联网设备采用用户卡收益等方式收费。三是基于网络切片的商业模式，运营商能够根据不同垂直行业和特定区域定制网络切片以支撑相应业务的开展。对于垂直行业用户。可以直接向运营商租用网络切片，一般采用按年计费的方式。四是基于完整解决方案的商业模式网，运营商可以依托5G服务提供商的优势，为工业制造业企业提供包括工厂内外连接、设备终端数字化改造、平台整体解决方案，按年度收取服务费。
抓住机会完善面向F5G的
标准产业组织
我国有覆盖完整的WLAN产业链条，一批企业已初具实力。中国通信标准化协会正在制定WLAN 6性能标准。依托中国通信标准化协会，新创面向F5G的WLAN应用发展联盟，从标准和产业两个方面建设面向F5G的WLAN标准产业体系，一是将分散在各个行业和应用场景的个性化性能需求，进行归纳统一和标准化;二是提升F5G产业的国际影响力，增强我国在F5G领域的话语权。
全球5G研发与商用进展
国际组织层面进展。当前，5G正加速实现全球统一标准。ITU（国际电信联盟）积极推进5G频谱规划工作，为移动通信划分附加频段，促进第五代移动网络（5G）的发展。3GPP 2020年7月发布R-16完整版标准，标志着5G第一个演进版本标准完成。
国家战略层面进展。目前5G第一梯队包括中国、美国、韩国和日本，第二梯队是欧盟、英国和德国。各国/地区相继出台5G发展政策：美国2018年发布“5G FAST”战略，主要涉及3大方面：为5G分配更多的频谱资源;面向5G商用部署，更新/修订“基础设施政策”;更新过时的法规。2019年以来，特朗普多次表示“美国必赢5G竞赛”的观点，体现了美国对于5G国家层面的高度关注。韩国2014年确定了以5G发展总体规划为主要内容的“未来移动通信产业发展战略”，其目标是“让韩国成为引领世界的5G通信强国”。欧盟2013年启动了面向5G研发的规划，并于2015年正式公布了5G的公私合作愿景。启动了5G-PPP等多个重大项目，研发经费超过14亿欧元。
5G网络部署进展。根据 GSA（全球移动供应商协会）统计数据，截至2020年9月中旬，全球44个国家和地区已有101家运营商推出了符合3GPP标准的商用5G服务。全球 129个国家和地区的397家运营商已宣布对5G进行投资，这些网络处于不同的状态，如规划、测试、试验、试点或实际部署。
5G终端研发进展。截至2020年9月底，全球96家供应商已经对外宣称有444款符合3GPP标准的5G终端已上市或即将上市，其中222款终端已商用，增长迅速。其中，包括200款智能手机、24款热点设备、118款CPE设备等。
典型国家 5G 商用进展：
韩国以文体娱应用为突破口促进5G市场发展。韩国作为5G最先商用的国家，AR/VR和高清视频等消费应用是运营商开发的重点。韩国三大电信运营商SK电讯（SK Telecom）、韩国电信（KT）和LG U+（LG Uplus）在5G发展初期一致认为，个人消费业务是当前5G业务的重点，行业应用是未来5G业务的重点。在5G个人消费领域，韩国三大运营商结合本国在文化、娱乐和体育上的优势，依托超高清视频、VR/AR等大流量的使用场景，针对VR/AR、视频直播、云游戏、流媒体推出丰富的5G内容和应用服务，比如 LG U+推出“U+职业棒球”超高清直播、“U+AR”等服务，SK电讯推出VR/AR电竞直播、虚拟社交、流媒体和云游戏等服务。在“杀手级”新应用尚未爆发的情况下，韩国三大运营商依靠高清视频、AR/VR等业务，在商用仅半年的时候就实现了数据流量3倍的增长，在商用一周年时5G用户总数超500万，渗透率超11%，营业收入平均增长超5%。在行业应用方面，目前韩国运营商仍处于早期探索阶段。三家运营商重点发展《实现创新增长的5G+战略》提出的十大产业和五个关键性服务领域，但各自在行业应用布局的聚焦点有所不同：SK电讯重点在制造业、智慧城市、智慧医院等垂直行业中探索 5G 融合应用创新;KT目前正在加大5G与医疗、安全、能源等方面的融合应用;LG U+则是瞄准自动驾驶等方面不断发力。
日本商用较晚但在5G专网方面布局较早。2020年3月底，日本三大电信运营商相继推出5G商用服务，日本正式进入5G时代。截至2020年6月，日本5G签约用户数约10到20万。由于5G商用时间相对韩国、中国、美国等国家较晚，目前日本5G应用尚处于探索和验证阶段。在个人应用领域，日本运营商目前主要向消费者提供超高清视频、VR/AR、云游戏等增强移动宽带服务。与此同时，运营商也积极探索行业融合应用。NTT DoCoMo面向行业企业提供了面部识别、远程医疗、智慧农业等20余种解决方案。KDDI利用5G网络开展无人机进行4K视频传输的试验，探索无人机在监控、安防、预警等方面的应用。值得注意的是，日本在5G专网方面布局较早，大力鼓励运营商以外的企业等实体建设本地5G专网，发展特色5G应用。2019年12月，内务和通信部开始受理本地5G广播电台许可证的申请，并计划在2020年扩大可用于5G专网的无线频谱资源，从而使更多的公司可以使用5G网络。目前，富士通、三菱电机等公司相继部署本地5G专网，验证5G智慧安防、远程操作和维护支持等应用。
德国高度重视5G在工业领域的应用发展。德国作为世界一流工业强国，一直高度重视推动5G在工业领域的应用。2018年，德国电信及汉堡港务局在工业环境中联合开展5G研发测试。2019年12月，德国弗劳恩霍夫制造技术研究所与爱立信等合作伙伴一起，启动了欧洲最大规模的5G工业应用研究项目——“欧洲5G工业园”，探索不同的工业应用场景。为了鼓励企业利用5G探索新应用，助推行业发展，德国在全球范围内率先支持本地5G网络（5G专网）建设。2019年11月，德国联邦网络管理局（BNetzA）全球率先启动本地5G频率（3700-3800 MHz频段）的申请流程。同时，为进一步引导中小企业发展本地5G网络，德国联邦运输和数字基础设施部（BMVI）2020年4月底发布了面向中小型企业的5G园区网络指南。截至目前，德国联邦网络管理局已发放了70多份5G独立专网许可证，并且已经建设完成多个5G专网。例如，汉莎技术股份公司建立了一个用于发动机的远程检查和三维机舱的远程设计的本地专用5G网络。
美国个人应用进展缓慢且行业应用仍处于测试验证期。美国运营商目前主要面向消费者提供固定无线接入和增强的移动无线接入业务，但受限于高频段5G网络部署的高成本，整体网络相比4G速率提升有限，并且美国国内5G手机终端数量较少且价格高昂，导致5G用户发展相对缓慢。行业应用方面，美国从2017年起就开始着手扩大5G的应用，美国联邦通信委员会FCC通过设置5G基金等方式促进5G技术向精准农业、远程医疗、智能交通等领域覆盖。但总体来看，美国5G行业应用目前仍处于行业自行探索和技术验证阶段，医疗、制造、零售业、交通、餐饮等行业正陆续开展场景验证。此外，美国政府部门重视5G潜在价值，目前已在救援和军事等领域有所布局。紧急救援领域，美国紧急救援者网络管理局（FirstNet）将斥资2.18亿美元将部分网络升级到5G核心网。军事领域，美国国防部高度重视5G在军事上的价值，开展了多项5G军事用途的测试和验证，主要包括AR/VR军事训练系统、AR单兵作战系统、智能仓库、自动驾驶、远程维修和保障等。
我国5G研发与商用进展
国家与地方政策持续推动产业发展。首先是国家层面高度重视5G发展，国家“十三五”规划纲要要求加快构建高速、移动、安全、泛在的新一代信息基础设施，积极推进5G商用。《国家信息化发展战略纲要》要求2020年我国5G技术研发和标准制定要有突破进展。《“十三五”国家信息化规划》中，十六次提到了“5G”。《国务院关于进一步扩大和升级信息消费持续释放内需潜力的指导意见》要求进一步扩大和升级信息消费力争2020年启动5G商用。
2020年以来，中央多次部署“新基建”，其中5G两次被提及，意味着5G在“新基建”七大领域的地位举足轻重。3月4日，中央政治局常务委员会议，明确指出“要加快 5G 网络、数据中心等新型基础设施建设进度，要注重调动民间投资积极性”。2月22日，工业和信息化部召开了“加快推进5G发展、做好信息通信业复工复产工作电视电话会议”，要求电信运营企业评估疫情，制定和优化5G建设的计划;3月24日发布了《关于推动5G加快发展的通知》，明确指出加快推动主要城市5G网络建设等举措。与此同时，省市地方政府密集出台5G发展的相关政策，截至 2020年6月底，我国各地方政府共出台5G政策文件累计超过210个;省级行政区出台政策累计66个，占5G地方政策总量的31%以上。
5G区域发展呈现与地区经济发展水平正相关态势。根据5G区域发展指数测算，5G发展区域差异明显，与地区经济发展水平基本正相关，从东部沿海省份到西部逐渐降低。珠三角、长三角地区表现抢眼。
我国抢抓5G技术研发和标准化的话语权。国内企业5G核心研发和网络测试进展顺利，华为、紫光展锐、中国移动等均取得一系列成果。同时根据相关数据统计，我国5G标准必要专利份额位居全球第一。以企业为中心的5G专利占全球5G专利总量三分之一，华为5G专利数量为世界第一，中兴位列第三。在刚刚冻结的R16标准中，我国主导的技术标准达到21个，占比超过2/5，也位居第一。
5G网络建设持续稳步推进。我国5G基站数量全球排名第一，到2020年底将达到75万个。同时运营商加大5G网络建设力度，中国移动2020年5G相关投资计划约1000亿元，力争提前超额完成2020年5G基站总数达30万的目标。中国电信、中国联通分别规划的5G开支为453亿元、350亿元，预计前三季度争取完成新增共建共享5G基站25万站的建设开通，覆盖全国所有地市。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网络的建设和商用。
5G应用市场潜在空间巨大。首先是个人消费市场取得重大突破，据工信部数据，截止到2020年9月底，我国已发展5G套餐用户数及5G终端连接数均超1.5亿户，上升势头强劲。截至2020年6月底，已获入网许可的手机终端为197款，而这一数字在2019年年底仅为39。同时5G加速与垂直行业融合应用，当前 5G+视频监控+机器视觉等成熟度已达到较高水平。
5G产业链体系持续完善。从纵向维度看，产业链主要分为硬件和应用两大类。硬件产业链包括通信网络设施相关的产品和设备以及2B和2C的终端设备、元器件等;应用产业链包括与5G融合的云计算、大数据、AI等新一代信息技术产业，和5G与垂直行业融合创新的新业态和新模式，如2C的超高清视频、个人AI助理等，以及2B的智慧园区、智能制造、车联网等。从横向维度看，5G通信网是整个5G全景产业链的核心和枢纽。通过5G网络基础设施的建设以及与AI、大数据、区块链等新一代信息技术的融合创新，进而向个人消费者（2C）以及相关垂直行业（2B）提供通用的新一代 ICT 融合技术。
5G产业发展载体相继落地。目前已建成河南鹤壁、重庆经济技术开发区、武汉东湖、成都高新区新川创新科技园等一系列5G产业园载体。
综上所述，可以说，中国是全球5G发展非常重要的推动者，从标准制定、频谱分配、网络建设、应用创新以及产业生态构建等方面，引领着全球5G走向成熟。
