在 2008 年第一次引入4G 十年之後的今天，全世界都在興奮地期待著 5G 這一新移動寬帶和通信標準的 推出（截止發稿前，韓國、美國等國家已先後宣佈 5G 商用，中國工信部於 6月6日正式向四大運營商發佈了5G 商 用牌照 _譯者注）。全世界各地的電信運營商、設備供應商、行業代表和政府利益相關方都在積極討論關於 5G 的未來機遇。同時，全球掀起 5G 頻譜拍賣潮，商用 5G 試驗也在進行中。美國最大的電信運營商Verizon 已 經通過使用 5G 固定無線接入將美國部分城市的用戶納入到首批 5G 商用通訊服務用戶隊伍中。儘管如此，據 預測，5G，作為移動互聯網的組成部分，其商用服務的推出還是會出現在 2019 ～2020 年間，中國、韓國和 美國將會引領 5G 浪潮。
大眾對於 5G 的實際應用有著殷切的期望。
許多人認為，5G 無異於一場革命，其時延能夠低至1 毫秒，實時下載速度將達到 1～2Gbps，每平方公里 範圍內可連接多達 100萬臺設備。然而人們在討論時常常忘記，上述這些 5G 的特性很明顯不能同時發揮作用。 眾所周知，人們對於 5G 的期望過高，正在逼近最高水平。然而在與運營商的溝通中，我們發現，許多企業已 經陷於“幻滅的低谷”，並發現很難證明 5G 帶來的新收入機會是否值得如此巨大的投資。關於 5G 應用的討論 經常會用諸如“5G 對於自動駕駛和工業4.0 的發展至關重要”等高度概括性語句做結尾，而現在是時候為這 些 5G 應用的討論注入一些深度和現實意義了。事實上，從 2G 到 4G（LTE-Advanced），如今的移動互聯網技 術已經能夠支持許多如自動駕駛和工業4.0 等領域的應用，隨著時間的推移，5G 將會為移動互聯網技術增添 更多新的應用維度。如果將所有這些應用進行整合，那麼運營商們、工業領域乃至整個社會都會受益匪淺。
我們為什麼需要5G？
在 5G 技術開始商用之前，毫無疑問，運營商需要獲取 5G 頻譜，並在其業務範圍內將 5G 推廣開來。隨 著移動數據流量的爆發式增長，運營商，特別是在城市地區，最終將面臨基站服務容量不足的問題。此時， 運營商們需要使用新獲取的 5G 頻譜和技術來升級他們的網絡，例如具有更高頻譜效率的新無線電標準或能 夠實現波束賦形（意指在基站上佈設天線陣列，通過對射頻信號相位的控制，使得相互作用後的電磁波的波瓣變 得非常狹窄，直指它所提供服務的手機，而且能跟據手機的移動而轉變方向。這是一種精準指向性服務，波束之 間不會干擾，在相同的空間中提供更多的通信鏈路，極大地提高基站的服務容量 _ 譯者注）的 MIMO 多天線技 術（MIMO：Multiple-Input Multiple-Output ，“多進多出”，指多根天線發射/接收信號，意指天線陣列使用同 一時間和頻率資源滿足空間上分離的多位用戶的需求 _譯者注）。最終，2G 和 3G 等舊通信標準所佔用的頻率將重 新轉換為 5G 標準，以滿足龐大數據流量的需要。同時，在可預見的未來，4G/LTE-Advance 將會作為可靠的 數據層覆蓋全國。那麼，除了增強移動寬帶，5G 是否還能在其他方面為運營商和電信行業所用呢？
不僅僅解決“容量”需求，5G能做的還有很多
當下，智能手機無疑是我們日常生活中最重要的陪伴。 4G 已經使用戶將智能手機充分利用了起來，首臺 5G 智能手機預計於 2019 年初發布（全球第一臺5G 智能手機已於 2019 年 4月發佈_譯者注），但是，這些小屏 幕能夠展示的內容有限。值得注意的是，在近期一項研究中，我們發現目前 10% 的 B2C 用戶願意每月花大約 10 歐元來享受 5G 所提供的高速。然而，智能手機只是 5G 眾多應用場景中的冰山一角，今後，可摺疊顯示器 上播放高清視頻、增強現實、3D視頻通話等越來越多的應用場景將會在中期發展起來，內容將會越來越多 地儲存在雲端。這些場景將驅動人們對網絡速度和內容量有越來越多的需求。不過，我們如果吸取了4G 的經 驗教訓，就會知道流量貨幣化的壽命很短暫。許多行業專家明白其問題所在，並認為新的應用場景將會成為 5G 發展背後的驅動力。
今天被討論得最廣泛的 5G 應用集中於自動駕駛（依靠實時數據得以實現）、製造（進入工業4.0 時代）、 沉浸式媒體（藉助增強現實和混合現實技術）以及固定無線接入（讓寬帶進入更多家庭中）領域。這些還只 是允許想象肆意馳騁的寬泛話題，關鍵在於深入瞭解 5G 將會影響哪些領域。
如果運營商想要有效地投資於 5G 領域，那麼瞭解 5G 的應用場景至關重要。首先，考慮到資本支出的限制。 在推廣 5G 網絡時，運營商需要在網絡覆蓋範圍、服務容量和數據傳輸能力等方面做出適當的權衡；其次，運 營商必須擁有市場所需的承載能力，並且不僅僅滿足於做連接提供商，要成為客戶更好的合作伙伴，讓最有發 展前景的 5G 應用場景照進現實。
真正需要5G的應用及其預計的商用時間
根據在過去幾年積累的 5G 相關項目的經驗以及對 5G 不同應用領域的深入瞭解，我們已經識別並分析了 60 多個不同的應用案例，其中涉及汽車業、製造業、媒體 / 娛樂業、醫療、農業以及智慧城市應用等多個領 域。由於許多 5G 的應用場景並不僅僅依賴於連接性，因此我們依據 5G 超大數據吞吐量、超低時延、海量連 接、可靠性和強大移動性等特性以及整體技術成熟度來評估這些 5G 應用。我們還將時間納入考慮範圍，因為還未完成標準化和商用化，5G 技術在某些方面的應用成果只能在發展後期才能顯現出來。例如，除增強 移動寬帶外，5G 網絡切片（本質上就是將運營商的物理網絡劃分為多個虛擬網絡，每一個虛擬網絡根據不同的服 務需求，比如時延、帶寬、安全性和可靠性等來劃分，以靈活地應對不同的網絡應用場景_譯者注）還需要滿足有 超低時延或者海量連接需求的應用場景。相對於其他應用，增強移動寬帶將會更早地實現。根據 GSMA（Global System of Mobile communication Association，全球移動通信系統聯盟），5G 網絡切片最早也要到 2022 年才能 投入商用。
第一個分析表明，B2C 媒體是 5G 需求度最高的應用場景，特別是在增強現實、混合現實以及移動領域。 高度自動化汽車將會影響未來的市場需求（見下圖）。需要注意的是，大多數的應用場景還需要 5～10 年的時 間才能實現，而有些甚至可能需要 10 年以上的時間。
當然，這樣的分析總是要用合理的懷疑態度來對待，他們研究的是天然具有不確定性的未來，而且任何 預測都有可能被證明是錯誤的。此外，受多種因素的驅動，各地區和市場存在著差異，並且每個應用場景都 能進一步衍生出細分應用場景，這些細分應用場景在網格上會有不同的定位。儘管存在種種缺陷，但我們相 信這樣的分析仍然能推動討論的進行，並將關於 5G 應用的討論帶向比以往更深的層次。
重點關注以下幾個應用領域
汽車領域
汽車行業，尤其是自動駕駛領域，被全球媒體稱為最有可能的 5G 賦能領域的領跑者。如今，在汽車行業中， 我們能夠看到的是部分自動化駕駛的實現（即 Level 2，汽車能夠同時做到 ACC自適應巡航和 LKA車道保持輔助， 但並不具備主動超車的功能 _譯者注）。在 Level 2 汽車運行時，自動駕駛系統會從人類駕駛員手中接管多項駕 駛操作。同時，有條件自動化駕駛（即 Level 3，在某些特定場景下進行自動駕駛。比如全新奧迪 A8 限定了十分 常見的場景?堵車，其功能叫作“Traffic Jam Pilot”交通擁堵巡航 _譯者注）也即將進入商用階段。
此外，高度自動化駕駛（即 Level 4，Level 4 汽車所配備大型激光雷達能提供極高精度和極其豐富的感知信息， 能夠使自動駕駛汽車自如地處理極端工況，在開放道路上實現兩點之間的自動駕駛 _譯者注）汽車的駕駛者不再 需要持續地監控汽車系統的運行了。從 2025 年起，Level 4 技術將作為汽車行業的重點發展目標，而且最終 Level 4 汽車運行所需傳感器數據量之大將超出個體汽車的數據收集能力。據預測，到 2030 年，5% 以上的汽 車將高度自動化 ；到 2035 年，一些國家的汽車高度自動化程度可能將達到 15% 以上。然而，在自動駕駛技術 發展的時間線中，最大的不確定性因素並不是技術的發展，而是法律建設能否跟上自動駕駛技術應用的發展。
更高 級 別的自動 化 駕 駛需要 車 車之間（V2V，Vehicle to Vehicle）以 及車 路之間（V2I，Vehicle to Infrastructure）的連接和信息交互來處理諸如協同感知、協同駕駛（例如左轉）、列隊（車隊中兩輛或者更多車 輛的連接）、碰撞預警和危險警告或者擁堵警告等任務。這種交互可以直接進行，也可以通過網絡運營商進行。 儘管專用短途通信（DSRC，Dedicated Short-Range Communication）長期以來被指定用於直接通信，但基於網絡運營商的 V2X 車聯網（Vehicle-to-Everything）憑藉其在通信範圍、時延和成本方面的預期技術優勢收 獲了越來越多的行業支持。基於蜂窩網絡的車聯網（C-V2X，Cellular Vehicle-to-Everything）能借助專用 5.9 GHz 頻譜或者可用商用移動網絡（LTE 或者 5G）進行直接通信。
2019 年，汽車製造商會開始在汽車中搭載 C-V2X 技術。利用現有基礎設施，許多 C-V2X 車聯網的應用 場景或將得以實現，並在未來幾年對汽車業形成關鍵性滲透。最終，5G 憑藉其低時延和更高數據速率將在 協同駕駛、交通轉向和高密度列隊等方面提升 C-V2X 技術的適用性和實用性。預計 C-V2X 技術的應用將會 在如高速公路或者市中心等邊界分明的地區開始推行。
與此同時，一旦乘客有了更多空閒的時間，車載娛樂將會極大地驅動數據需求量的增長。因此，車輛監 控和軟件升級也將變得越來越重要。實現這些功能需要廣闊的通信覆蓋範圍和較高的服務容量。4G 已經實 現了通信覆蓋範圍的擴張。在合適的頻率下，範圍的擴張可以由 5G 來實現。至於容量，隨著時間的推移，5G 將會不斷地增加。
工業4.0
隨著工業4.0 的發展，工廠將會變得越來越靈活、越來越自動化，而這一轉變將會產生海量信息流。鑑於 5G 的數據速率、時延、可靠性和移動性支持，將 5G 的覆蓋範圍擴展至工廠和園區可以實現這種轉變。與工 業4.0 最相關的 5G 應用包括對移動和固定設備的遠程監測和控制、產品跟蹤、機器與機器之間的閉環通信、 使用增強現實（AR）或混合現實（MR）技術助力工業設計以及製造、修理和維修活動等。
當然，5G 的超低時延還催生了將生產和組裝過程的中央控制轉移到雲端的想法。但是，除非工廠需要非 常靈活的佈局，任何需要通電的機器用電纜很容易就能通電。在嚴苛的工廠生產環境中，任何生產故障很容 易就會造成動輒數百萬美元的損失。而在這種生產環境下，電纜能夠在很大程度上提升生產的可靠性。
到目前為止，雖然無線技術已經可以商用，但是無線技術僅佔工業網絡基數的2%～3%以及上一年度新 安裝網絡節點數的 6%。在無線技術將發揮作用的所有可能的工業4.0 應用場景中，工人對增強現實技術或者 混合現實技術的使用和安裝在產品和像 AGV 自動導引運輸車這樣移動設備上的傳感器似乎是最有發展前景 的，也是對 5G 依賴程度最高的。
必須要注意的一點是，支持這些應用的無線技術不只有 5G，還有另一位參與者?基於新IEEE 802.11ax 標準的工業 WLAN（為了更好地普及推廣，無線網絡標準組織 Wi-Fi 聯盟將其命名為Wi-Fi 6_譯者注），該技 術將於 2019 年底推出，並在帶寬、時延和可靠性提升等方面擁有許多與 5G 相同的特徵。工業 WLAN 適用 於 2.4GHz 和 5GHz 頻段，未來可能會適用於 6 GHz 頻段。因此，工廠企業可在自己的園區內獨立部署工業 WLAN。如果 802.11ax 在 WLAN 家庭路由器或者在其初始設計目標場景體育場和火車站中應用，進而向消 費者市場拓展，那麼其成本也將會隨之降低。
如果將公共網絡與園區網相結合，通過擴大使用規模形成 5G 設備和傳感器的成本優勢，並使 5G 技術更 好地滿足高移動性和可靠性的要求，那麼與基於新 IEEE 802.11ax 標準的工業 WLAN 相比，5G 技術解決方 案仍然可能存在優勢。但是現在還沒有最終的結論。
增強現實（AR）和虛擬現實（VR）技術領域
增強現實（AR）或混合現實（MR）設備很可能會成為 5G 的關鍵驅動力，它們如今與 iPhone 在 2007 年 4G 成功普及過程中所扮演的角色類似。現在，還沒有“方便的”且“價格合理的”增強現實或者混合現實設 備能夠向市場進行大規模滲透；但是像蘋果、微軟、谷歌、Facebook 和三星等大公司都已經投資於這一領域。 同時，許多專業機構正在研究增強現實或者混合現實技術大規模應用的解決方案。
虛擬現實（VR）主要應用於室內的娛樂、商業和貿易活動，而將額外的虛擬信息疊加到目標視野中的增 強現實技術（AR）和將這些額外信息與人看到的真實場景進行融合的混合現實技術（MR）才將真正受益於 5G 的移動性和擁有基站般強大數據處理能力的移動邊緣計算。為了使可穿戴設備更輕盈、電池壽命更持久， 數據計算的重任必須要從眼鏡設備轉移到智能手機上，並將智能手機作為臨時計算中心。隨後，一旦 5G 無線 接口能夠保持低時延狀態，數據計算就會轉由網絡邊緣來完成。
儘管如今 AR 和 MR 設備的實際應用覆蓋工程、公共安全、設計、零售、物流、修理與維護、現場服務 以及娛樂等 B2B 應用領域，但是更具廣泛吸引力的消費級設備很可能要等到本世紀 20 年代才會出現。例如， 有傳言稱，蘋果將於 2020 年推出一款綁定到手機的智能眼鏡產品，而 2017 年蘋果發佈的 AR 開發工具包已經 為這款產品的推出打下了基礎。這些智能設備是否會立即在主流市場實現爆炸式增長、成為繼智能手機之後 的下一個具有時代意義的產品，或者是否會像智能手錶那樣經歷緩慢發展呢？這些仍有待觀察。但是設備技術、 底層網絡和計算基礎設施所需的實質性。鑑於谷歌眼鏡受到的市場阻力，公眾對於這些智能設備的接受度將 是一個很大的未知數。不過，我們還是期望這些反對的聲音最終將會反向轉化，下一個“Pokémon Go”很可 能會帶來轉折點。
固定無線接入
固定無線接入（Fixed Wireless Access，FWA）是縮小城鄉數字鴻溝的一種潛在解決方案，讓所有用戶都能享受高帶寬和自由選擇網絡運營商的權利。在世界的某些地區，例如美國，網絡運營商可以使用各自的頻率。在這些地區，固定無線接入是首批部署的 5G 應用之一，這使移動運營商能夠取代固定電纜運營商和固定線路運營商，以高性價比的方式拓寬其網絡覆蓋範圍。運營商對固定無線接入的部署依賴多種因素。由於使用頻段高，固定無線接入需要良好的視距。無線信號波長短，難以穿透如牆、窗戶甚至樹這樣的固體。這就需要在用戶所在地安裝設備（指 FWT，部署於用戶屋頂、掛牆或室內的固定無線終端_譯者注），並需要將更多的基站安設在離用戶更近的地方。鑑於過去無線本地環路技術取得的成功經驗有限，固定無線接入技術能否取得成功有待於時間檢驗，並在很大程度上取決於如市場競爭、建築結構（密度、高度、材料）、接入塔許可證等這些當地市場狀況。對於在農村或者城市地區努力想要爭取到良好網絡信號的用戶來說，固定無線接入或許是種解決方案。對於移動運營商來說，如果在某個地區，固定線路運營商還沒有采取聯合行動並且該地區市場亟待競爭者的加入，那麼固定無線接入或許會成為與固定線路運營商競爭的籌碼。
正如我們的分析中顯示的那樣，評估 5G 應用的發展潛力需要從不同維度進行研究，要考慮到 5G 技術能力、5G替代技術的可用性以及5G解決方案的成熟度。諸如“某些應用將需要5G 技術的支持”這樣的陳述過於簡單。即使在本文中，我們也僅僅只是觸及了5G 技術應用的皮毛 ；來想要識別那些真正具有潛力的應用場景需要深入的調查，併為這些真正有前景的 5G 應用的發展做好符合現實的規劃。
工業廠家與運營商的合作之道
考慮到 5G 技術所需的龐大投資量以及5G 投資方向選擇的多樣性，移動運營商必須與客戶群，尤其是工 業領域的客戶，進行深入交流，並共同評估哪些 5G 應用應在何時：將大的應用主題分解為具體應用、評估 5G 移動基礎設施的建設需求、評估 5G 進入應用階段需要的其他創新應用的成熟度以及確定共同的產品規劃。 只有這樣做，他們才能通過收取寬帶連接費，或者通過成功抓住機會分到一塊更大的蛋糕，來確保收穫理想 的投資回報。
對於 5G 工業廠家來說也是如此，他們必須認識到許多資源是有限的，例如頻段、基礎建設、投資基金， 並且他們必須要對首要之事做出判斷。移動運營商和工業廠家團結在一起能夠共同締造 5G 的成功，不僅僅著 眼於提升寬帶連接性，他們還能共同探索出 5G 應用的更多可能。
Axel Freyberg 科爾尼管理諮詢合夥人
Rolf Ho?ring 科爾尼管理諮詢主管
Federico Ju?ttner 科爾尼管理諮詢主管
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