5G+物联网行业深度展望调研投资分析报告.docx
- 文档编号:26529403
- 上传时间:2023-06-20
- 格式:DOCX
- 页数:43
- 大小:7.44MB
5G+物联网行业深度展望调研投资分析报告.docx
《5G+物联网行业深度展望调研投资分析报告.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《5G+物联网行业深度展望调研投资分析报告.docx(43页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
5G+物联网行业深度展望调研投资分析报告
(此文档为word格式,可任意修改编辑!
)
正文目录
图表目录
总述:
5G支撑物联网落地,物联网是5G最重要的应用场景
5G(第五代移动通信)是IMT(国际移动通信)的下一阶段,ITU(国际电信联盟)将其正式命名为IMT-2020。
2016年6月ITU公布了5G技术标准化的时间表,我国工信部提出力争在2020年启动5G网络商用的目标,全球主要经济体美国、欧盟、日本、和韩国也都已启动5G相关研发工作,5G到来可期。
图1:
5G全球研发进展
5G是支撑物联网落地的基础技术
根据StatcounterGlobal数据显示,2008年到2014年全球移动数据流量年均
复合增长率50%,其占整个互联网数据流量的比例,自2008年总占比的0.9%上升到2013年的25%,2014年已经达到32%。
根据GSA预测数据,全球移动数据流量自2013至2019年有望增长10倍,预计通信管道会被未来十年移动数据流量的爆炸式增长堵塞。
图2:
智能手机及相应流量增长趋势
图3:
2013至2019年间全球移动数据流量增长10倍
物联网不仅会大规模带动数据流量增加,还会带动设备连接数量的高速增长。
根据JuniperResearch数据显示,到2020年全球联网设备数量将达到385亿,而2015年仅为134亿,增长285%。
到了2030年全球设备连接数将达1千亿。
根据ICInsight数据,我国M2M连接规模将在2020成长至3.5亿,占全球总数的36%。
传统基站能够承载的最高连接设备数不能够满足物联网设备的高速成长。
图4:
物联网设备连接数量激增(十亿)
在物联网时代,数据流量倍增,用户对带宽体验也有了更高要求。
在移动互联网环境下,不同终端对网络带宽要求差距不大,主要分为个人用户和企业用户。
但在物联网环境下,大量设备对网络上传、下载和时延的要求存在区别,网络必须有一定的智能性。
尤其在个别应用场景下,对网络的时延有极高要求,例如车联网场景下为了保证自动驾驶的安全性,车与车之间、车与云端之间的时延在5ms以内,误包率在99.999%以下,而且能在车辆发生拥塞或大量节点共享有限频谱资源时,仍能够保证传输的可靠性;而VR头载设备必须要保证绝对低时延,延迟不超过20ms,才能有效减缓眩晕体验,使用户的体验场景更为真实。
图5:
物联网不同应用对下载、上传、时延的要求
物联网场景下,对于网络连接的承载、流量速率以及网络延迟等问题的要求,
是当前网络技术所不能够实现的,而5G技术则将是物联网整体的重要支撑和承载。
5G技术对网络的升级使“万物互联”现实化。
5G主要采用包括大规模天线阵列、超密集组网、新型多址、全频谱接入和新型网络架构在内的一组关键技术,满足各种物联网场景下差异化的需求。
图6:
5G核心技术
根据IMT-2020(5G)推进小组发布的《5G网络框架设计》表示,5G关键性能指标包括用户体验速率、连接数密度、端到端时延、流量密度、移动性和用
户峰值速率。
这六大核心指标共同推动物联网落地,其中低功耗大连接与低时延可靠场景两项指标是物联网业务的核心要求,也是5G拓展物联网的核心场景,其实质性解决了4G互联网无法完美支持物联网及其相关垂直应用的问题。
图7:
5G主要应用场景及相应挑战
在核心指标上,业界认为用户体验速率、连接数密度、端到端时延、流量密度、峰值速率、移动性是关键衡量指标。
图8:
5G关键指标
物联网是5G技术的核心应用场景
根据HISMarkit市场分析,预测到2035年,全世界由5G拉动的潜在销售活
动将达到12.3万亿美元,地跨多个横向产业,并垂直影响整个产业生态,约占当年全球实际总产出的4.6%。
在2020到2035年的15年内,预计全球实际GDP的年均复合增长率为2.9%,其中5G将会贡献0.2%的增长,合计将创造3万亿美元的经济贡献。
图9:
5G对全球经济增长的年度净贡献值(单位:
十亿美元)
根据ITU的正式定义,5G的三个主要应用场景:
一是增强型移动宽带(eMBB);
二是大连接物联网(mMTC);三是低时延、高可靠通信(uRLLC)。
这几项技术将有效满足5G对于大连接、大流量及低时延的基本需求。
其中mMTC的重要用处就是对万物互联这样需要大量连接和自动化灵活控制的场景起核心支撑,当前传统基站用户接入范围也就仅仅数个到数十个而已,
而在5G时代一个基站通过海量连接可以实现成千上万终端接入,保证某一个区域内多终端的顺利通信;uRLLC通过超低时延保证微秒级响应时间,这项技术最重要的运用场景是以极低响应时间为重要指标的无人驾驶场景和远程医疗手术,而对eMBB而言,最重要的是可能会产生海量数据的工业物联网场景,虽然对整体时延需求不高,但会产生大量数据向云端传输。
图10:
5G三大应用场景
从物联网带动的数据增长来看,思科GCI预测,在2020年由所有人、计算机和设备所产生的数据量将从2015年的145ZB增长至600ZB,预测其中大约有
10%是核心重要数据,意味着有60ZB的核心数据将通过终端设备传输到云端。
图11:
智能城市:
2020年众多应用形成大数据实例
虽然物联网场景下包括了机器对机器(MachinetoMachine)、人对机器(Man
toMachine)、机器对人(MachinetoMan)、移动网络对机器(MobiletoMachine)多种通信。
但若从狭义角度来看,仅观察M2M的话,物联网将是5G技术的核心发力点与主要应用场景。
图12:
M2M是物联网的重要组成
根据思科VNI全球移动数据流量预测报告(2015年到2020年)显示,到2020
年,M2M流量将占到全球移动数据流量的7%,相比2015年的3%有所增长。
图13:
设备类型方面的全球互联网流量
站在未来连接角度看,全球范围的设备和连接在2015-2020年五内年均复合增长率达到10%,远超过全球1.1%的年均复合人口增长以及6.5%的年均复合互
联网用户增长率。
通过Cisco可视化报告显示,到2020年,全球互联网连接设备中最大比例为M2M连接,其将占设备和连接总数的46%,同时其在2015-2020年五年里是增长最快的部分,预计五年内将成长2.5倍,可以看到较其他技术相比,物联网技术对互联网应用的影响是最深刻、最具备冲击力的。
图14:
设备和连接的全球增长
物联网是一个大集合概念,其包含了M2M、移动手机、智慧家居等多个方面的收入,但若仅计算M2M的流量收费的话,预期每年5G在物联网方面带来的价值约为65.2亿美元;若仅计算其每年在M2M连接方面的收费,预期5G在物联网方面带来的价值约为749.8亿美元。
图15:
(按设备流入收入)2020年5G的M2M市场份额
图16:
(按设备连接收入)2020年5G的M2M市场份额
物联网产业与5G产业协同效应明显
目前,物联网的影响力逐渐扩大,在5G落地后将能改变人类生活许多方面,其中,在多个横向产业上会产生百亿美元级别的产值。
图17:
物联网涵盖的九个主要应用场景
同时5G也将对全行业有深刻影响。
到2035年,制造业有望成为5G创造最大份额经济价值的领域,有望实现约3.4万亿美元的产出,大概占5G总产出的
28%。
在物联网智慧城市与智慧农业的支持下,2035年5G将创造6.5%的公共服务产出和6.4%的农业产出。
因此,总体而言,物联网与5G技术协调效应明显。
5G技术发展将提升物联网渗透率,物联网又将成为5G理想的应用场景而推动其技术发展。
图18:
5G与物联网交叉影响全产业链(亿美元)
具体讲,智能家居、智能电网、环境监测等新应用需要网络支持海量设备连接和大量小数据包频发;视频监控和移动医疗等业务,对数据传输提出了很高的
要求;车联网和工业控制等业务对毫秒级的时延和可靠性非常敏感;还有大量的物联网设备部署在室内角落、地下室、隧道等信号难以到达的区域,需要移动网络覆盖能力进一步增强。
5G连续广域覆盖、热点高容量、低功耗大连接和低延迟高可靠等特点,可以解决传统移动通信无法很好地支持物联网和垂直行业应用等问题,有利于提升物联网渗透率。
另一方面,物联网作为5G技术的理想应用场景,有利于促进5G未来的通讯技术发展。
在万物互联时代,人与人、人与物、物与物的连结将爆发式增长,意味着需要接入的设备数更多、数据量更大。
其中,物联网应用场景(如车联网,
工业控制等垂直行业)的应用需求,对于时延和可靠性具有极高的指标要求;智慧城市、环境监测、智能农业、森林防火等以传感和数据采集为目标的应用场景,除了超大连接的支持能力外,更要保证终端的超低功耗和超低成本才能实现应用的可持续性。
物联网这些大连接高容量、低时延高可靠、低功耗低成本的应用场景将推动5G技术成功挑战关键性能。
物联网及产业情况概述
物联网的定义
物联网(Internetofthings),简而言之就是“物物相连的互联网”,最早由美国麻省理工学院(MIT)的KevinAshton教授提出,即“万物皆可通过网络互联”。
2005年11月17日,在突尼斯举行的信息社会世界峰会(WSIS)上,国际电信联盟(ITU)发布《ITU互联网报告2005:
物联网》,对物联网做了如下定义:
通过二维码识读设备、射频识别(RFID)装臵、红外感应器、全球定位系统和激光扫描器等信息传感设备,按照约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
物联网的架构
物联网架构一般可分为三层:
感知层、网络层和应用层。
感知层主要由各种传感器以及传感网关构成,包括温湿度传感器、二维码标签、RFID标签和读写器、摄像头、红外线、GPS等感知终端。
感知层是物联网识别物体、采集信息的来源,关键在于具备更精确、全面的感知能力和实现低功耗、小型化。
主要技术有二维码、RFID、GPS/北斗导航等。
网络层由各种网络,包括互联网、广电网、有线和无线通信网络、网络管理系统和云计算平台等组成,是整个物联网的中枢,负责传递和处理感知层获取的数据和信息。
网络层的关键在于高效、可靠的信息传输和处理,主要技术有Wifi、蓝牙、ZigBee、2G/3G/4G、LPWAN、LTE-M及大数据和云计算等。
应用层是物联网和用户(人、组织或其他系统)的接口,是物联网的智能应用。
应用创新是物联网发展的核心,它把物联网与具体行业需求相结合,提供物联网智能化应用的解决方案集。
应用层的关键在于行业需求融合、智能化的解决方案、有效的商业模式等。
主要技术有大数据、云计算、各行业应用技术等。
图19:
物联网的架构
图20:
三层架构的比较
物联网的产业链
物联网的产业链沿着上下游关系大体可分为:
上游为芯片、传感器及接入设备产业,主要包括采集设备供应商、通信模块提供商等。
中游为通信网络运营产业及平台运营产业,通信网络运营产业主要包括电信网络运营商、广电网络运营商、互联网运营商、专网运营商等,平台运营产业主要包括设备管理平台、连接管理平台、应用开发平台、系统及软件开发平台等。
下游为物联网应用相关产业,主要包括智能终端提供商、中间件及应用开发商、系统集成商、运营及服务商等。
图21:
物联网的上下游产业链
从事物联网业务的企业根据其所提供的产品或者服务也可划分为:
设备提供商、网络运营商、软件与应用开发商、系统集成商。
设备提供商主要为终端设备提供商和网络设备提供商;网络运营商主要为提供固定或移动网络服务的运营商;软件与应用开发商主要为微操作系统提供商、行业应用软件平台及中间件开发服务提供商;系统集成商主要指为行业用户提供垂直一体化解决方案的服务商。
图22:
物联网产品、服务提供商
物联网行业发展空间巨大
根据美国IHS咨询公司的最新预测,全球物联网设备的安装基数将从2015年的154亿台增长到2020年的307亿台。
到2025年,这一数字预计将达到754
亿台,未来10年复合增长率高达17.21%。
图23:
全球物联网设备安装基数预测(十亿台)
咨询公司贝恩(Bain)则预测,到2020年,出售硬件、软件和综合解决方案的物联网服务供应商年收入可达4708亿美元,年利润达608亿美元。
图24:
2020年全球物联网服务供应商收入及利润预测(亿美元)
我国物联网行业发展情况
推动物联网产业发展已成为全球共识
物联网是新一代信息技术的重要组成部分,也是“信息化”时代的重要发展阶段,被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。
根据麦肯锡的估计,到2025年,物联网的潜在经济影响力为2.7-6.2万亿美元。
如此巨大的产业发展空间摆在眼前,推动物联网产业发展已经成为全球主要经济体的共识,
我国也十分重视。
图25:
物联网潜在影响力测算
政策推动产业联盟、研究中心成型
早在2006年,国务院就提出要对传感网进行战略部署,2009年温家宝总理在无锡发表“感知中国”讲话后物联网行业更是受到全社会的极大关注,2010年物联网被正式列为国家首批培育的七大战略性新兴产业之一。
2017年1月18日,工信部发布《物联网发展规划(2016-2020年)》,提出要大力发展物联网技术和应用,加快构建具有国际竞争力的产业体系。
图26:
物联网相关产业政策
各个地方政府也积极营造物联网产业发展环境,通过多种政策措施推动产业发展,并形成一系列产业联盟和研究中心。
图27:
八大城市物联网产业联盟和研究中心
中国物联网产业呈现蓬勃生机
随着行业标准完善、技术不断进步和国家政策的扶持,中国的物联网产业呈现出蓬勃生机。
根据工信部的数据,2015年产业规模达到7500亿元人民币,同
比增长29.3%。
到2020年,中国物联网的整体规模将超过1.83万亿元。
图28:
中国物联网整体规模及增长预测(亿元)
物联网未来发展的三大核心方向
核心方向之一:
NB-IoT、LoRa推动低功耗广域物联网市场发展
物联网中物的连网方式分为有线连接和无线连接,无线连接又可分为局域连接和广域连接。
局域连接方式主要包括蓝牙连接、ZigBee、Wifi连接,广域连接
方式根据功耗和带宽的不同分为蜂窝宽带网络连接和低功耗广域连接(LPWAN)。
目前,基于蜂窝的窄带物联网(NB-IoT)与非授权频道的LoRa是业界普遍看
好的LPWAN方案。
图29:
物联网连接方式
物联网具体的应用场景非常多元,不同的物联网应用场景需要不同的网络连接解决方案,不同的网络连接方式特性决定其适合不同的应用场景。
业界预期,
2019年LPWAN的物联网连接数量将全面超过传统的2G/3G/4G蜂窝网络,届时LPWAN连接数量将达到14亿连接,占所有物联网设备连接数的11%。
图30:
物联网连接方式的特性及适宜场景
长期以来在网络层面上,物联网一直没有一个运营商级别的标准,这也是制约物联网产业发展的因素之一,NB-IoT的出现弥补了这一短板。
并且,在整个NB-IoT标准落地过程中,我国发挥了举足轻重的作用,整个标准协议提案共有447份,华为贡献率达到41%,位列全世界第一。
图31:
NB-IoT标准演进时间表
相比于传统的无线通讯技术,NB-IoT具有低成本、低功耗、高覆盖、大连接四大优势,是当前唯一具备大规模普及能力和高商业价值的长距离低传输速率的
通信技术。
低成本:
NB-IoT无需重新建网,射频和天线基本上都是复用的。
另外,低速率、低功耗、低带宽同样给NB-IoT芯片以及模块带来低成本优势。
低功耗:
低功耗特性是物联网应用一项重要指标,特别是对于一些不能经常更换电池的设备和场合,如安臵于荒野偏远地区中的各类传感监测设备。
NB-IoT设备功耗可以做到非常小,续航时间大幅提升到几年甚至更长时间。
高覆盖:
NB-IoT室内覆盖能力强,比LTE提升20dB增益,相当于提升了100倍覆盖区域能力。
大连接:
在同一基站的情况下,NB-IoT可以比现有无线技术提供50-100倍的接入数。
一个扇区能够支持10万个连接,支持低延迟敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构。
图32:
NB-IoT比较优势
根据华为《NB-IoT白皮书》描述,NB-IoT技术应用场景将主要分为四个领域:
一是智慧家居,例如安防、家电、环境等场景的控制;二是个人场景,主要分为可穿戴设备、老幼看照等领域;三是公共事业场景,主要包括智慧垃圾桶、智慧电表、水表、报警探测器等领域;四是工业场景,主要包括智慧物流、智慧农业、供应链管理等领域。
从中期来看,NB-IoT的商业化有利于低功耗物联网终端爆发式增长,也有利于物联网应用场景普及加速,推动物联网和5G技术融合演进。
图33:
NB-IoT应用场景
另一方面,当前非授权频段技术已经获得了长足发展,LoRa联盟由美国Semtech公司发起,主要在全球非授权频段进行运营,其发布的LoRa芯片灵敏度达到了-148dbm,与当前先进水平的sub-GHz芯片相比,接受灵敏度改善了20dB以上。
图34:
LoRa基本原理
在物联网革命中,需要多种网络技术进行技术并存、优势互补,促进整体应用水平和研发水平的规模性增长,因此大量物联网设备商提出组建低成本、低功
耗、便安装、灵活性强的物联专网。
LoRa符合市场所需,其具备低功耗、低成本、远距离传输这三大特点,尤其是其可以通过在已有家庭式网络设备基础上添加LoRa模块设备,实现全面LPWAN网络环境的快速构建。
图35:
LoRa网络技术优势图
2016年11月,LoRa发起者Semtech宣布将联合鹏博士电信传媒在中国部署
全国性的LoRa网络,目标实现1个亿家庭的覆盖,这个计划是LoRa至今为止最大规模的商业计划,将在中国提供智能家居、智慧抄表、资产追踪、老幼看护、智能路灯、污染检测等多种服务。
图36:
鹏博士将建立覆盖1亿家庭的LoRa网络
2015年我国LPWAN市场的整体规模约为5.47亿元,其中模块约为2.32亿元,网关约为8000万,其他设备约为1640万,总体增长率保持高速成长,预计到2020年LPWAN接入量将达到1.97亿个,约为2016年接入量的20倍。
图37:
2015年中国LPWAN行业市场规模及细分
图38:
2016-2020年中国LPWAN行业市场规模预测
目前,各大LPWAN已经进入了紧张的商业化部署阶段。
其中,2016年NB-IoT
有25个部署计划宣布;2016年LoRa宣布了25个部署计划,同2015年相比增长了127%。
图39:
2015-2016年各项物联网连接方式的部署计划数量及占比
核心方向之二:
车联网是检验物联网发展进度的重要参照。
车联网并不是新概念,但是发展最大的受制因素在于算法以及承载算法的硬件及网络。
我们认为LTE-V和下一代通信标准将很大层面上解决网络的问题。
2015年2月,3GPP正式启动LTE-V标准化研究工作,LTEV2V核心协议已于2016年9月完结,LTEV2X核心协议将于冻结,LTE-V预计在2018年正式商用。
LTE-V是华为、大唐、LG等主推的基于LTE蜂窝网络技术的车联网专有协议,面向车联网应用场景,实现车与车(V2V)、车与路侧设施(V2I)、车与人(V2P)、
车与网络(V2N)间实时、高效可靠的互联和交互,统称V2X。
LTE-V-Direct成为承载车辆主动安全业务的核心技术协议。
为满足车辆主动安全、行车效率、车载娱乐多场景业务需求,LTE-V采用两种模式:
广域蜂窝式(LTE-V-Cell)基于现有蜂窝技术的普及应用,主要承载传统的车联网业务;短程直通式通信(LTE-V-Direct)实现V2V、V2I直接通信,承载车辆主动安全业务,提供高可靠、低时延的信息传输。
图40:
LTE-V的两种模式
传感技术与V2X的结合将加速自动驾驶时代的到来。
自动驾驶是车联网应用的终极目标,当前正处于辅助驾驶向半自动驾驶推进的阶段。
通过在车辆上安装
传感器,采集行车环境信息,经人工智能算法形成驾驶决策,从而实现半自动/
自动驾驶。
V2X通信技术通过实现车车、车路等实时交互,将自动驾驶从“单车
智能”提升到“智能网联”阶段,能有效弥补传感技术的不足。
V2X覆盖范围广、毫秒级时延、接近100%的可靠性,是实现主动安全的利器。
根据美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)估计,若实现V2V和V2I通信,可以减少83%的交通事故伤亡,其中,仅实现V2V通信也可避免76%的事故。
另外,LTE-V可重复利用现有基站,低成本推进至5G。
传感技术与V2X的结合将加速自动驾驶时代的到来。
图41:
V2V和V2I通信可减少交通事故伤亡的比例(%)
核心方向之三:
智慧城市容纳海量细分市场,催生壁龛龙头
智慧城市是物联网产业重要的组成部分,2015年里“智慧城市”便被列入了国家政府工作报告,智慧城市建设成为解决城市发展难题、实现可持续发展的重要措施。
图42:
国家出台智慧城市的相关政策文件
目前,智慧城市发展还处于初期,主要因为低功耗广域网、5G技术和物联网还未实现完全覆盖,或者相关技术还未达到商用级别。
同时,当前智慧城市的收入模式刚刚兴起,相关专业智慧城市方案提供商、设备商等行业分工也逐渐确
定。
图43:
智慧城市产业生态圈逐渐形成
整体上讲,智慧城市的最终目标是实现信息化、互联网化、智能化和智慧化,
在技术回报加速定律的驱动下,智慧城市将加速释放市场价值。
图44:
智慧城市涉及多个技术领域
图45:
新型智慧城市建设的“四化”
当前,我国正大力推动智慧城市的试点规划,截至2015年的数据显示,国家已经规划了686个试点城市,试点城市将经过3-5年的创建期,再由住建部组织评估,以此促进产业快速发展。
通过商业化角度来看,从阿里集团发布的智
慧城市白皮书显示,蚂蚁金服在2016年已经与全国352个城市进行商业合作,
支持政府、商业、公共事务等业务的在线支付。
图46:
蚂蚁金服合作的352个城市分布示意图
根据上市公司对智慧城市订单的披露信息显示,截至2015年我国省级行政区通常投资规模达到100~500亿元,地级市投资规模通常为10~30亿元,区县级大概在1~5亿元,推测2015年全国智慧城市的总投资额大概在9700~41630亿元之间。
图47:
智慧城市市场空间测算(亿元)
根据Gartner数据预测,物联网物件链接中运用于智慧城市领域的部分逐渐提升,2016年大约有16亿个物体联网被用于智慧城市,较2015年增加39%,
2017年前主要是智慧楼宇M2M最多,其次是智能家居M2M将逐渐增加。
而根据IDC方面的预测,预期我国未来10年在智慧城市建设领域的投资总值将超过2万亿元,相关PPP项目总金额保持年均14.81%的复合增长率,预期行业将会保持较高增速。
图48:
2016-2018年中国智慧城市IT投资市场规模预测
从分领域市场投资规模角度看,自2016年起智慧医疗、智慧楼宇和智慧家居三者增速最明显,大概增长4~6倍左右。
其他分领域增长大概在两倍。
图49:
智慧城市分领域投资规模(亿元)
物联网产业链及上市公司详尽梳理
从产业规模上看,构成物联网产业三个层级的感知层、网络层(平台层+连接层)、应用层分别占物联网产业规模的21%、44%(34%+10%)、35%。
图50:
物联网产业规模按层级划分的占比
物联网是互联网的应用拓展,物联网不只是网络,更是应用,应用创新是物联网发展的
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 联网 行业 深度 展望 调研 投资 分析 报告