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中國5G發展推動通信需求從人際通信向物聯網絡全方位拓展[圖]

2019年04月24日 13:21:43字號:T|T

    3G和4G開啟了數字通信時代和電信網與互聯網大融合,以移動接入網的代際升級為主線,圍繞運營商網絡的移動互聯浪潮蓬勃向上,推動著終端和應用快速發展,當管道能力成為局限時,會倒逼網絡的演進,如今又進入網絡升級新周期。5G設計藍圖面向未來20年,有三大應用場景——eMBB(增強型移動帶寬)、mMTC(海量機器類通信)、URLLC(超可靠低時延通信),其中mMTC和URLLC就是面向垂直行業與萬物互聯,未來5G將可以廣泛應用于生活的各個方面。目前4G通信技術上不能滿足的場景,例如自動駕駛汽車、無人機飛行、VR/AR、移動醫療、遠程操作復雜的自動化設備等都將是5G大顯身手的地方。5G將推動通信核心網、網絡架構、終端應用等多領域發展。

5G推動通信需求從通信網絡向物聯網絡全方位發展

數據來源:公開資料整理

    通信測試技術與測試儀器是通信產業鏈中重要的一環,滲透于通信芯片、模塊、終端、基站、無線網絡等幾乎所有的產業鏈環節,同時,貫穿于設計研發、認證驗收、生產、網絡建設與優化等幾乎完整的產業生命周期。其中,設計與研發是使用測試儀器種類最多最廣的階段。通信測試,驗證了通信新技術的可靠性與可行性,確定了產業鏈各環節的衡量基準,協調了產業鏈的完整性,幫助運營商構建新一輪網絡建設。隨著5G的全面鋪開,除了通信網絡的測試需求,測試設備和業務也將率先反饋在未來的端創新和應用場景中。

    通信測試行業隨著通信行業的發展呈現出波浪式發展態勢,在一個成熟的通信產業環境中,通信測試的作用往往不會體現得很明顯,作為幕后英雄默默支撐產業發展,但是,當通信產業發展升級時,通信測試將起到不可或缺的作用。

    從測試對象的角度看,5G推動人類社會從人聯時代走向物聯時代,5G技術不僅帶來更快的網速,更是使萬物智能互聯成為可能,突破互聯網時代的人聯上限,對于測試廠商而言,測試對象將從面向運營商、主設備商、終端廠商擴展至面向多種新興領域產業鏈上的各環節廠商,5G對測試行業的影響范圍更廣;從時間的角度看,5G建設類似于90年代信息高速公路的建設,隨著5G網絡的建成,未來基于5G網絡的配套應用將蓬勃發展,5G對測試行業的影響時間將更長;從業績的角度看,5G測試需求的復雜程度不斷提升,行業價值不斷增長,疊加產業邊際擴張,市場空間明顯擴大,未來測試廠商有望迎來量價齊升,業績實現顯著提升。

    5G第一階段相比4G高峰在投資規模上將提升20%左右,5G二階段有望自2022年起,總規模維持高位。

    5G(3G/4G)測試是指傳統通信領域的測試,包括面向運營商、主設備商、終端設備廠商等的測試,未來有望受益于5G時代資本開支的上行。智能駕駛測試是指智能駕駛領域的測試,包括傳感器、雷達、電池、自動駕駛系統、以太網等多方面的測試,5G是實現智能駕駛的基本前提,隨著汽車電動化的普及,未來智能駕駛有望最先實現需求井噴。

    物聯測試是指物聯網領域的測試,包括具備“內在智能”的傳感器、移動終端、工業系統、樓控系統、家庭智能設施、視頻監控系統等和“外在使能”的各種資產、攜帶無線終端的個人與車輛等“智能化物件或動物”或“智能塵埃”,5G推動了社會從人聯時代走向物聯時代。

2016-2023年5G測試占通信市場的比例及預測

數據來源:公開資料整理

    一、智能駕駛

    5G由三個典型應用場景組成,包括增強移動寬帶、超可靠低時延、海量機器類通信,其中超可靠低時延是智能駕駛的重要支撐,5G是智能駕駛的必要條件,當5G技術成熟后,將帶來智能駕駛較大的產業空間,為通信測試提出了新的要求。

    現有的感知技術,如雷達、攝像頭等僅提供了“看”的能力,無法實現與車互動,同時易受到雨霧等天氣的影響。而5G為智能駕駛提供了交互式感知,汽車可以對外界環境進行輸出,不僅可以探測狀態,還能進行反饋,也為自動超車、協作式避碰、車輛編隊等需要高可靠性低時延性的功能提供了保證。5G使智能駕駛降低了時間延遲,也降低了道路參與者的不確定性,彌補了傳感器受到距離和環境的約束,同時促進從單車智能到協作式智能的演化。

    5G的高帶寬可以實現車內乘客對AR/VR、游戲、電影、移動辦公等車載信息娛樂的需求,同時,厘米級別的3D高精度定位地圖的下載量在3~4Gb/km,還可以支持融合車載傳感器信息的局部地圖實時重構,以及危險態勢建模與分析。

    車輛在大多數情況下可以自主完成行駛測試任務,當遇到自動駕駛車輛無法自主處理的場景,L3級別以上的自動駕駛系統可做出判斷并通知位于控制中心的駕駛員遠程介入;遠程駕駛員可以操控多輛無人駕駛車輛。由此,5G可以協助對城市固定路線車輛進行部分智能云控制,對園區、港口無人駕駛車輛實現基于云的運營優化以及特定條件下的遠程控制。

    在安全測試方面,智能汽車對安全測試的要求更高,由于歐盟測試協議不允許測試設施使用公共112緊急呼叫號碼進行認證測試,因此必須搭建自己的移動網絡仿真系統,確保在高速環境中的測試依舊能夠均勻和穩定地覆蓋,同時保證測試不會意外觸發實時公共電信網絡,成本方面,智能汽車的碰撞測試成本高昂,如果在第一次嘗試時就正確運行,每次測量測試可以節省10萬美元到50萬美元。

5G通信增強智能駕駛感知能力

數據來源:公開資料整理

    在傳感器測試方面,汽車雷達需要安裝五個傳感器和四個短程天線,每個位于每個保險杠的角落,前保險杠后面有一個長距離天線,精確測量對于確保高質量性能至關重要,例如,即使很小的安裝誤差也可能導致靈敏度降低3dB,導致雷達模塊損失30%的距離性能并使其對ADAS無用。因此,需要建立和實施更強大的測試驗證標準來確保傳感器最佳性能,在79GHz及更高頻率下驗證不同情況下的射頻功率、調制和相位噪聲,通過外部毫米波混頻器將79GHz信號變頻為射頻頻率,同時獲得超寬帶毫米波調制測量的數據,以分析汽車雷達信號,為推出新應用做好準備。

    在電池測試方面,需要檢測鋰離子電池的自放電,一方面,單個智能汽車的電池組數量明顯增多,典型的100kWhEV電池組可能具有8000個標準“18650”電池(18mmx65mm),快速增長的訂單使得汽車廠商的交付壓力大,另一方面測試電池時需要對存儲區域進行溫度控制,這將大量占用生產車間的空間。

    在智能駕駛方面,據調查數據統計,智能駕駛汽車到2025年可以催生出一個2000億至1.9萬億美元的市場,至2035年全球無人駕駛汽車銷量將達到1180萬輛,

    2025-2035年間年復合增長率為48.35%。

2016-2024年全球智能駕駛市場規模及預測(十億美元)

數據來源:公開資料整理

2016-2025年智能駕駛測試占智能駕駛市場的比例及預測

數據來源:公開資料整理

    二、物聯網

    隨著連接數的增長,網絡復雜度的提升,測試需求的難度也在不斷增加。據調查數據預測,全球數據總量預計2020年達到47個ZB,2025年達到163個ZB,其中預計2020年中國數據量將達到8060個EB,占全球數據總量的18%。據智研咨詢統計,2015年全球物聯網連接數約60億個,預計2025年全球物聯網連接數將增長至270億個,物聯網設備數量將達到1000億臺。常見的物聯網落地場景有:智能家居、智慧城市、智慧交通、智能電網、工業物聯網、車聯網等,待場景落地后,將帶動其他測試需求,帶來大市場空間。

2014-2024年全球物聯網連接數增長及預測

數據來源:公開資料整理

    在物聯網方面,據調查數據統計及預測,2018年,全球物聯網市場規模達到1036億美元,同比增長29.8%,據GSMA預測,至2025年全球物聯網市場規模將達到1.1萬億美元。

2014-2018年全球物聯網市場規模增速

數據來源:公開資料整理

2016-2025年物聯網測試占物聯網市場比例及預測

數據來源:公開資料整理

    相關報告:智研咨詢發布的《2019-2025年中國5G行業市場供需預測及發展前景預測報告

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