行业白皮书：《5G云化虚拟现实白皮书》（2）

(二) 5G产业链条长，辐射带动性强

从传统通信产业升级需求和垂直行业应用需求角度出发，5G产业可大致分为基础层、设备层、网络层、支撑层以及应用层。 基础层包括集成电路、新型显示、通信组件等，为上层通信设备和应用服务提供基础技术支撑;设备层包括系统设备、云设备、终端设备和仪器仪表等，为应用服务提供通信传输路径;网络层包括网络规划、运营商、IT服务和网络安全等，是落实通信基础设施建设和通信能力保障的重要组成部分;支撑层将提供云计算、边缘计算、大数据、人工智能等数据处理、挖掘、分析能力，服务于传统通信和垂直行业的相关应用需求;应用层依托以上各层基础实现5G与大视频(虚拟/增强现实和超高清视频)、无人机、工业互联网、车联网、医疗健康等各个行业的融合应用。

5G触发信息产业重点领域发展升级。 5G网络规模部署首先将推动ICT制造产业升级，射频、天线、光模块及系统设备将迎来技术升级和产业需求扩张。在集成电路等基础硬件方面，5G时代频段数量提升及海量设备连接带来滤波器和功率放大器增量明显，到2020年全球射频器件整体规模将达到200亿美元，200mm等效的射频SOI晶圆出货量超过200万片;同时5G网络架构变化以及基站规模部署将有效刺激光模块需求，预计5G时代我国光模块产业投资额大约为1500亿元-1700亿元(包括无线网络和传输网)。在设备层面，Massive MIMO技术要求天线系统具备64T64R或128T128R并搭配多组射频单元，5G时期基站天线投资规模将远超4G，总投资额达到约500亿元规模水平，并带动PCB量价齐升，预计单个5G宏基站的PCB价值量是4G时代的两倍以上。在网络服务层面，2017年我国网络安全产业规模达到457亿元，5G时代以提高系统灵活性和效率并降低成为而引入的SDN和NFV等IT技术将给网络安全带来更多挑战，预计5G正式商用后网络安全产业将迎来全新的增长动能。

5G催生信息产业衍生全新产业链条。 其一，移动边缘计算是为适配5G网络超大连接、超低时延以及超大带宽等核心要素而形成的分布式计算方式，并衍生出全新的产业生态系统，包括电信运营商、电信设备商、IT厂商、第三方应用和内容提供商等多个环节。其二，5G具有高频和低频两种频谱资源，宏基站作为低频载体是前期网络商用部署重点，而中后期高频网络的无缝深度覆盖，将推动基站需求由宏基站向小基站转移，中小型设备厂商及IT设备商积极进入小基站市场，预计2021年全球室内小型基站市场规模将达到18亿美元。其三，5G网络呈现软件化、智能化和平台化趋势，通信技术与信息技术的深度融合将有效推动SDN/NFV等网络服务产业发展，到2022年全球NFV和运营商SDN市场规模分别将达到375亿和178亿美元。

5G赋能跨界应用产业提质增效。 5G通过与交通、医疗、工业、文化娱乐等各个行业融合，孕育新兴信息产品和服务，产生各种5G行业应用，重塑传统产业发展模式。5G技术让智能家居、可穿戴设备等新型信息产品，虚拟现实等数字内容服务真正走进千家万户，增加信息消费的有效供给，推动信息消费的扩大和升级，释放内需潜力。5G也将与大数据、云计算、边缘计算、人工智能等ICT前沿科技技术深度融合，产生更具创新的丰富应用，提升了5G各应用领域的智能化水平。

(图 2 5G产业链框架视图)

(三) 2019年成为我国5G商用元年

我国高度重视5G战略地位，通过网络强国、制造强国、十三五规划等对5G做出重要部署，旨在完成“2G起步，3G突破，4G并跑，5G引领”的发展任务，使我国成为5G技术、标准、产业和应用发展的领先国家之一。总体发展思路归纳为：加强统筹规划，建立协同推进机制;统筹科技资源，加大研发支持力度;推动形成全球统一的5G国际标准;启动技术试验，支撑研发与国际标准制定;加强组织协调，提高国际标准话语权;开展频谱研究，为5G发展争取频率资源;注重应用牵引，开展5G面向行业应用研究;加强开放与合作，推动构建国际合作体系。相应举措是：成立国家IMT-2020(5G)推进组;部署重大专项及863项目;启动5G技术研发试验;推进5G与行业应用融合;2019年6月6日工信部正式向中国移动、中国电信、中国联通和中国广电4家公司发放5G商用牌照。

(四) 基于eMBB场景的虚拟现实成为5G应用落地的切入点

我国三大电信运营商积极开展5G云VR创新业务布局。 中国移动通信集团福建有限公司于2018年7月开启全球首个电信运营商云VR业务试商用。2018年9月中国联通发布了5G+视频推进计划，将从技术引领、开放合作、重大应用、规模推广等四个方面启动5G+视频未来推进计划，并以8K、VR为代表的5G网络超高清视频应用将构成未来中国联通5G+视频战略核心。中国电信同期发布了云VR计划，将立足中国电信1.5亿宽带用户产业基础，依托于网络、云计算和智慧家庭等方面的优势资源，联合合作伙伴制定云VR规范，加速推进云VR技术的产品化和商业模式创新。此外，为加速虚拟现实产业普及推广，工信部在2018年12月印发《关于加快推进虚拟现实产业发展的指导意见》(简称《意见》)，《意见》提出发展端云协同的虚拟现实网络分发和应用服务聚合平台(Cloud VR)，旨在提升高质量、产业级、规模化产品的有效供给。

5G云化虚拟现实核心在于内容上云、渲染上云、乃至日后的制作上云。 将云计算、云渲染的理念及技术引入到虚拟现实业务中，借助高速稳定的网络，将云端的显示输出和声音输出等经过编码压缩后传输到用户的终端设备，在虚拟现实终端无绳化的情况下，实现业务内容上云、渲染上云，成为贯通采集、传输、播放全流程的云控平台解决方案。其中，渲染上云是指将计算复杂度高的渲染设置在云端处理，大幅降低终端CPU+GPU渲染计算压力，使终端容易以轻量的方式和较低的消费成本能被用户所接受。内容上云是指计算机图形渲染移到云上后，内容以视频流的方式通过网络推向用户，借助网络的Wi-Fi和5G技术，可把连接终端的HDMI线减除，实现终端无绳化、移动化。

用户体验、终端成本、技术创新与内容版权成为5G云VR发展动因。 VR用户体验与终端成本的平衡是目前影响VR产业发展的关键问题。低成本终端确实有助于提升VR硬件普及率，但有限的硬件配置也限制了用户体验，影响了消费者对VR的持续使用和真正接纳。另一方面，以HTC VIVE、Oculus Rift、Sony PlayStation等为代表的高品质VR设备，其配置套装价格高达数千乃至万元，过高的终端成本明显制约了高品质VR的普及。在这一背景下，5G云 VR有望切实加速推动VR规模化应用，预计2020年，VR用户渗透率将达15%，视频用户渗透率达80%。通过将VR应用所需的内容处理与计算能力置于云端，可有效大幅降低终端成本，且维持良好的用户体验，对VR业务的流畅性、清晰度、无绳化等提供保障。同时，随着VR终端的逐渐普及，VR内容需要不断适配各类不同规格的硬件设备。在Cloud VR架构下，VR内容处理与计算能力驻留在云端，可以便捷地适配差异化的VR硬件设备，同时针对高昂的虚拟现实内容制作成本，也有助于实施更严格的内容版权保护措施，遏制内容盗版，保护VR产业的可持续发展。此外，由于Cloud VR的计算和内容处理在云端完成，VR内容在云端与终端设备间的传输需要相比4G时代更优的带宽和时延水平，利用5G网络的高速率、低时延特性，电信运营商可以开发基于体验的新型业务模式，为5G网络的市场经营和业务发展探索新的机会，探索5G时代的杀手级应用，加快投资回收速度。在这一过程中，运营商凭借拥有的渠道、资金和技术优势，聚合产业资源，通过Cloud VR连接电信网络与VR产业链，促进生态各方的共赢发展。

(五) 5G云VR成为虚拟现实产业生态中的新兴力量

虚拟现实 产业链条长，参与主体多，主要分为 内容应用、终端器件、网络平台和内容生产 。目前，5G云VR 正成为虚拟现实产业生态中的新兴力量 。 内容应用方面，聚焦文化娱乐、教育培训、工业生产、医疗健康和商贸创意领域，呈现出“虚拟现实+”大众与行业应用融合创新的特点。终端器件方面，传统高配置VR终端造价高昂，主要涉及一体式与主机式头显整机、追踪定位与多通道交互等感知交互外设、屏幕、芯片、传感器、镜片等关键器件，5G云VR可有效降低终端配置需求，且维持良好的用户体验，促进规模化应用。网络平台方面，除互联网厂商主导的内容聚合与分发平台外，电信运营商以云化架构为引领推出宽带及5G云VR，基于虚拟现实终端无绳化发展趋势，实现业务内容上云、渲染上云，以期降低优质内容的获取难度和硬件成本，探索虚拟现实现阶段规模化应用，5G网络将进一步提升现有云VR体验层级，且为工业、医疗等对低延时要求极高的场景提供可能。内容生产方面，主要涉及面向虚拟现实的操作系统、开发引擎、SDK、API、拼接缝合软件、全景相机、3D扫描仪等开发环境、工具与内容采集系统。

(图 3 虚拟(增强)现实产业地图)

(六) 5G云VR成为虚拟现实产业政策热点方向

虚拟现实已被列入“十三五”信息化规划、互联网+、人工智能、产业结构调整指导等多项国家重大文件中，工信部、发改委、科技部、文化部、商务部出台相关政策，5G云VR正逐渐成为热点趋势之一。2018年12月工信部出台《关于加快推进虚拟现实产业发展的指导意见》，指出在产业生态方面，要发展端云协同的虚拟现实网络分发和应用服务聚合平台(Cloud VR)，要推动建立高效、安全的虚拟现实内容与应用支付平台及分发渠道。在青岛、福州、成都、南昌等地方政府新一轮虚拟现实产业政策中，着重聚焦5G云VR的应用场景并积极推动产业化布局。以青岛崂山区为例，在《虚拟现实产业之都发展三年行动计划(2019-2021年)》中，聚焦5G与虚拟现实产业的融合创新，即紧抓5G时代机遇窗口期，以云化架构为引领，突破业界惯有“展厅级”、“孤岛式”、“小众性”、“雷同化”的应用示范发展瓶颈，坚持走群众路线，通过5G云VR实现产业级、网联式、规模性、差异化的应用普及之路。

二、技术趋势

(一) 5G催化虚拟现实“五横两纵”技术架构持续演进

随着业界对虚拟现实关注程度的不断提高，VR/AR在支持应用和企业数量上迎来了新一轮的增长。在技术层面，由于VR/AR行业多领域学科交叉融合的技术特性，整体技术轨迹仍处于螺旋上升的发展期，现有技术日渐成型，新兴技术不断涌现。云化虚拟现实的出现，将云计算的理念及技术引入到VR/AR业务中，给行业带来了新的发展机遇。然而，受限于当前带宽和网络时延等网络条件的约束，其落地应用受限较大。考虑到虚拟现实业务对eMBB场景特性的高度契合，5G云化虚拟现实有望加速VR/AR的技术演进和场景落地，极大改变大众学习、娱乐、工作与生活方式。

业界对虚拟现实的界定认知由特定终端设备向联通端管云产业链条的沉浸体验演变。参考国际上自动驾驶汽车智能化程度分级，将虚拟现实技术发展划分为如下五个阶段，不同发展阶段对应相应体验层次，目前处于部分沉浸期。此外，由于虚拟现实所固有的多领域交叉复合的发展特性，多种技术交织混杂，产品定义处于发展初期，技术轨道尚未完全定型。本白皮书参考工信部有关虚拟现实发展指导意见以及《虚拟(增强)现实白皮书(2018年)》中提出的“五横两纵”技术架构，即“五横”指代近眼显示、感知交互、网络传输、渲染处理与内容制作，“两纵”是指VR与AR，同时结合2019年5G商用元年的发展动态，提出5G时代下虚拟现实的技术趋势。

(图 4 虚拟现实沉浸体验阶梯)

(图 5 虚拟现实“五横两纵”技术架构)