雖然5G可能需要數(shù)年才能重現(xiàn)4G的市場(chǎng)主導(dǎo)地位，但其速度、容量、延遲和滲透率使得5G成為許多電信運(yùn)營(yíng)商無法拒絕的機(jī)會(huì)。

德勤預(yù)測(cè)，2019年將成為第五代(5G)廣域無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴(kuò)張的一年。 2018年共有72家運(yùn)營(yíng)商測(cè)試5G，到2019年底，我們預(yù)計(jì)25家運(yùn)營(yíng)商將在其至少部分地區(qū)(通常為城市)推出5G服務(wù)，另有26家運(yùn)營(yíng)商將于2020年啟動(dòng)，總數(shù)將增加一倍以上。此外，我們預(yù)計(jì)2019年將有大約20家手機(jī)廠商推出5G手機(jī)(第一款將于第二季度推出)，到年底將出貨約100萬部5G手機(jī)(預(yù)計(jì)在2019年銷售15億部智能手機(jī))。屆時(shí)將售出100萬臺(tái)5G調(diào)制解調(diào)器(也稱為熱點(diǎn))，并將安裝約100萬臺(tái)5G固定無線接入設(shè)備。

到2020年底，我們預(yù)計(jì)5G手機(jī)銷量(1500萬至2000萬臺(tái))占所有智能手機(jī)銷量的約1%，銷量將在2021年開始起飛，這是零售商銷售超過1億部5G手機(jī)的第一年。首批5G網(wǎng)絡(luò)對(duì)用戶而言最顯著的優(yōu)勢(shì)將是速度比現(xiàn)在的4G技術(shù)更快：峰值速度為每秒千兆位(Gbps)，可持續(xù)速度估計(jì)為每秒數(shù)百兆位(Mbps)。

5G的三個(gè)主要用途 —— 在短期內(nèi)

在2019年和2020年，5G無線技術(shù)將有三個(gè)主要應(yīng)用。首先，5G將用于真正的移動(dòng)連接，主要是智能手機(jī)等設(shè)備。其次，5G將用于連接“較少移動(dòng)”的設(shè)備，主要是5G調(diào)制解調(diào)器或熱點(diǎn)：專用無線接入設(shè)備，小到足以移動(dòng)，將連接到5G網(wǎng)絡(luò)，然后通過Wi-Fi技術(shù)連接到其他設(shè)備。最后，將出現(xiàn)5G固定無線接入(FWA)設(shè)備，其天線永久地安裝在建筑物或窗戶中，為家庭或企業(yè)提供寬帶而不是有線連接。

所有這些5G設(shè)備將在低頻段(低于1GHz，例如700MHz)，中頻段(1-6GHz，例如大約3.5-3.8GHz)和毫米波(mmWave，例如28 GHz)的傳統(tǒng)和新型蜂窩無線電頻帶上操作。雖然智能手機(jī)、調(diào)制解調(diào)器和熱點(diǎn)主要使用低頻和中頻，但5G FWA設(shè)備通常使用mmWave技術(shù)進(jìn)行操作，這提供了比低于6 GHz頻率更高帶寬的潛力。由于mmWave頻率難以穿透墻壁或某些類型的玻璃，因此許多5G FWA設(shè)備需要在窗戶或建筑物的外墻上安裝天線。

5G智能手機(jī)。由于5G與4G手機(jī)的兩個(gè)關(guān)鍵組件(無線調(diào)制解調(diào)器和天線)存在差異，因此制作5G手機(jī)比人們想象的要復(fù)雜得多。智能手機(jī)中的調(diào)制解調(diào)器通常與處理器位于同一芯片上。高端手機(jī)捆綁的4G芯片在2018年的成本估計(jì)為70美元；5G版本幾乎肯定會(huì)花費(fèi)更高。一家領(lǐng)先的調(diào)制解調(diào)器/處理器制造商宣布，其5G芯片組將在2019年準(zhǔn)備就緒，盡管供應(yīng)限制表明，在下半年之前不會(huì)出現(xiàn)廣泛應(yīng)用。

更大的挑戰(zhàn)是為5G設(shè)計(jì)天線。由于新的無線電技術(shù)將以28 GHz左右的頻率發(fā)射(需要由多個(gè)組合輻射器組成的窄波束、高增益天線系統(tǒng))和頻率低于6 GHz(單元件、低增益、全向天線)，5G天線的設(shè)計(jì)要比4G復(fù)雜得多。2018年，最前沿的4G智能手機(jī)天線和前端成本通常約為20美元，預(yù)計(jì)5G解決方案在2019年上市，幾乎肯定會(huì)帶來更高的價(jià)格 - 可能比這還要高得多。

綜合這些因素，2019年5G手機(jī)的組件成本可能比同類4G手機(jī)高出40-50美元，對(duì)于全球網(wǎng)絡(luò)連接數(shù)量相對(duì)較少的手機(jī)而言，即使在可用的情況下，也可能只有很小的覆蓋范圍。然而，有一條好消息：電池壽命可能比4G剛推出時(shí)問題要小。芯片制造商表示，他們預(yù)計(jì)首批5G手機(jī)的電池續(xù)航時(shí)間或多或少與目前4G手機(jī)一致。

5G調(diào)制解調(diào)器/熱點(diǎn)。第一個(gè)4G網(wǎng)絡(luò)于2009年12月啟動(dòng)。從2010年到2012年，零售商銷售了數(shù)以千萬計(jì)的4G調(diào)制解調(diào)器/熱點(diǎn)，為設(shè)備制造商和收取無線訂閱費(fèi)的運(yùn)營(yíng)商帶來了數(shù)億美元的收入。這些小裝置，相當(dāng)于冰球的大小，最初以200-300美元的價(jià)格出售，但迅速降至100.9美元以下。它們是便攜式的，人們用它們將手機(jī)、電腦、平板電腦和其他設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)。但隨著越來越多的4G手機(jī)進(jìn)入市場(chǎng)，它們的銷量開始下降，特別是因?yàn)橛脩裟軌蚴褂煤笃谛吞?hào)的智能手機(jī)作為4G熱點(diǎn)，無線地將其他設(shè)備連接到他們的手機(jī)，而不需要獨(dú)立的調(diào)制解調(diào)器。

我們預(yù)計(jì)，與4G調(diào)制解調(diào)器/熱點(diǎn)相當(dāng)?shù)?G技術(shù)也將取得類似的成功，從而彌合5G網(wǎng)絡(luò)開通與普通用戶能夠廣泛使用和負(fù)擔(dān)得起5G手機(jī)之間的差距。兩家最大的美國(guó)運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)公開討論在移動(dòng)設(shè)備之前銷售調(diào)制解調(diào)器，而一家主要芯片制造商的新5G芯片組太大，不太可能安裝在智能手機(jī)上，但可以很容易地用于調(diào)制解調(diào)器。由于調(diào)制解調(diào)器僅由收音機(jī)、天線和電池組成，因此它們的成本遠(yuǎn)低于智能手機(jī)，不需要屏幕(通常是手機(jī)最昂貴的部件)、攝像頭或光滑的機(jī)身。因此，盡管手機(jī)在發(fā)布后的第一年或第二年內(nèi)將迅速被取代，但調(diào)制解調(diào)器可能會(huì)成為新興5G市場(chǎng)的重要組成部分。應(yīng)該注意的是，雖然調(diào)制解調(diào)器的信號(hào)將是5G，但是從“puck”到它連接的設(shè)備(智能手機(jī)，PC等)的信號(hào)將通過Wi-Fi或其他局域無線技術(shù)，這意味著根據(jù)技術(shù)的不同，速度可能會(huì)降低。

5G FWA設(shè)備。如上所述，可以將大約精裝書大小的小天線放置在家庭或商業(yè)窗戶的內(nèi)部或外部，庭或商業(yè)。(mmWave發(fā)射器通常位于普通的電線桿上，而不是昂貴的專用塔，并且可能使用多個(gè)波段，既有mmWave，也有低于6GHz的波段。)如果該發(fā)射器連接到高速光纖網(wǎng)絡(luò)，用戶將享受數(shù)百M(fèi)bps的速度，可能達(dá)到每秒千兆位的峰值。天線將連接或連接到調(diào)制解調(diào)器/路由器，通過Wi-Fi在家庭或企業(yè)內(nèi)部分配高速信號(hào)，將無法實(shí)現(xiàn)5G速度的智能手機(jī)、計(jì)算機(jī)、平板電腦、智能電視和其他連接設(shè)備連接起來。

一些美國(guó)航空公司已經(jīng)開始使用mmWave和傳統(tǒng)頻率在少數(shù)幾個(gè)城市開始有限的5G發(fā)射。還有許多美國(guó)以外使用mmWave的5G FWA設(shè)備試驗(yàn)；然而，在這個(gè)時(shí)候，美國(guó)以外唯一一家確定計(jì)劃在2019年推出的公司是澳大利亞運(yùn)營(yíng)商

請(qǐng)注意，5G調(diào)制解調(diào)器/熱點(diǎn)和5G FWA設(shè)備的市場(chǎng)是提供無線連接作為傳統(tǒng)家庭寬帶的替代方案，而不是為移動(dòng)性提供4G替代方案。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，5G移動(dòng)市場(chǎng)(手機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和互聯(lián)車輛)可能會(huì)以數(shù)十億連接來衡量，但在2019年，大多數(shù)5G客戶可能會(huì)使用5G替代有線，不能替代4G。以這種方式使用，5G FWA相對(duì)于mmWave的適用性因國(guó)家而異。在光纖到戶或其他高速互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)無處不在且價(jià)格合理的地方，F(xiàn)WA并不總能帶來特別的優(yōu)勢(shì)(盡管在某些情況下，5G FWA提供的速度和/或容量比某些光纖解決方案更快且更高)。在有線不太廣泛和/或更昂貴的地方，或者傳統(tǒng)蜂窩無線電頻帶中的無線容量已經(jīng)擁擠的地方，mmWave解決方案可能更有用。

實(shí)際上，全球許多互聯(lián)網(wǎng)用戶已經(jīng)完全依賴蜂窩無線數(shù)據(jù)來滿足其家庭數(shù)據(jù)需求。根據(jù)2017年德勤調(diào)查，在一些國(guó)家(如英國(guó)，5%)，這一比例非常低。但在其他國(guó)家(如美國(guó)、加拿大和土耳其)，近五分之一甚至更多的互聯(lián)網(wǎng)使用人群依賴蜂窩無線電波代替有線(圖1)。值得注意的是那里可能是有線和無線用戶之間的數(shù)字鴻溝，而后者有時(shí)會(huì)遇到較低的速度和/或容量。這兩個(gè)用戶群在人口結(jié)構(gòu)上也有所不同：所研究的每個(gè)國(guó)家中僅限無線的消費(fèi)者在年齡、收入、教育和其他因素方面存在差異。

在一個(gè)無線和有線連接在不同地區(qū)都有意義的國(guó)家/地區(qū)，想要覆蓋最廣泛的客戶群時(shí)，5G無線(低于6 GHz和mmWave頻率)與有線光纖策略結(jié)合使用時(shí)非常有用。在加拿大，該國(guó)三大運(yùn)營(yíng)商中已有兩家宣布了這樣一種混合策略，將FTTP用于光纖密度足夠高的家庭，并用5G覆蓋其余部分。一家運(yùn)營(yíng)商計(jì)劃通過FTTP覆蓋其1200萬用戶中的900萬用戶，并認(rèn)為使用5G無線技術(shù)可以“立即有機(jī)會(huì)”覆蓋另外80萬用戶。

通過幾代人的無線采用：它總是看起來這樣

對(duì)某些人來說，我們對(duì)5G采用的預(yù)測(cè)可能看起來異常保守或悲觀。但我們認(rèn)為沒有理由懷疑5G的頭幾年看起來幾乎與4G(2009-10)的頭幾年完全一樣。此時(shí)，5G的采用速度將比1998年推出的3G更快，但需要時(shí)間才能獲得廣泛認(rèn)可。

4G在2009年底和2010年初推出，只有少數(shù)運(yùn)營(yíng)商在有限的區(qū)域內(nèi)提供服務(wù)。雖然自那時(shí)起十年內(nèi)已經(jīng)部署了越來越多的4G網(wǎng)絡(luò)，但要想讓4G成為全球使用最廣泛的無線技術(shù)，需要到2019年，而且根據(jù)GSMA的數(shù)據(jù)，4G的使用要到2023，也就是14年之后，才會(huì)超過全球所有用戶的50%。這意味著即使在2025年，5G仍可能是一個(gè)相對(duì)小眾的技術(shù)，其預(yù)計(jì)的12億次連接僅占全球移動(dòng)非物聯(lián)網(wǎng)連接總數(shù)的14%(圖2)。各國(guó)之間會(huì)出現(xiàn)相當(dāng)大的差異：在那一年，預(yù)計(jì)49%的美國(guó)用戶將使用5G技術(shù)，日本為45%，歐洲為31%，中國(guó)為25%，但在拉丁美洲、中東和非洲，這一比例僅為個(gè)位數(shù)。

對(duì)速度的需求：理想與現(xiàn)實(shí)世界的條件

新的無線技術(shù)總能提供更快的速度，但速度至少可以表達(dá)三種不同的東西：在實(shí)驗(yàn)室或有限試驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)的速度，理想條件下在現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)現(xiàn)的峰值速度，以及現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)際用戶平均達(dá)到的速度。雖然5G仍處于早期階段，但有一些數(shù)據(jù)表明每一種測(cè)量方法可能會(huì)是什么。

5G實(shí)驗(yàn)室傳輸速度最快的紀(jì)錄為每秒1TB，而現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的紀(jì)錄目前為35 Gbps。這兩項(xiàng)指標(biāo)都不能很好地反映現(xiàn)實(shí)世界的短期速度，盡管長(zhǎng)期預(yù)測(cè)20Gbps可能是現(xiàn)實(shí)世界的峰值速度。

在實(shí)際條件下，5G的網(wǎng)速可能低于35Gbps，但仍然明顯快于4G網(wǎng)絡(luò)，并且也比某些光纖和電纜解決方案更快。一般來說，峰值速度可能超過1 Gbps，但這只適用于理想位置的人，非常靠近發(fā)射器，并且在不忙時(shí)使用網(wǎng)絡(luò)。盡管如此，根據(jù)模擬，基于兩個(gè)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)站點(diǎn)位置和頻譜分配，中值數(shù)據(jù)速度將隨著升級(jí)到5G而激增。基于法蘭克福網(wǎng)絡(luò)的一次模擬，估計(jì)中值速度增加了九倍，從56 Mbps增加到490 Mbps。倘若使用mmWave覆蓋范圍，基于舊金山網(wǎng)絡(luò)的另一項(xiàng)測(cè)試增長(zhǎng)了20倍，從4G用戶中值速度的71Mbps增加到5G用戶中值速度的1.4Gbps。與房地產(chǎn)一樣，實(shí)現(xiàn)5G速度將歸結(jié)到位置、位置和位置！

當(dāng)然，速度并不是5G網(wǎng)絡(luò)的唯一優(yōu)勢(shì)。另一個(gè)潛在的好處是延遲更低：從設(shè)備向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送消息并獲得響應(yīng)所需的時(shí)間。 4G網(wǎng)絡(luò)的平均延遲大約為60毫秒(ms)，雖然可能存在相當(dāng)大的差異，但理論上4G延遲可能低于此。但是5G網(wǎng)絡(luò)的延遲時(shí)間不到1毫秒。即使在2019年，5G的延遲也比普通的4G網(wǎng)絡(luò)低，盡管5G的平均延遲可能不會(huì)比4G低很多，但最糟糕的情況下，延遲可能會(huì)好得多。在5G的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中，實(shí)際延遲已經(jīng)“低至9毫秒”，盡管目前尚不清楚預(yù)計(jì)2019年推出的商用網(wǎng)絡(luò)的平均延遲是多少；20-30毫秒似乎是一個(gè)看似合理的數(shù)字。

對(duì)于普通的消費(fèi)者或企業(yè)用戶，以及對(duì)于大多數(shù)當(dāng)前的實(shí)際應(yīng)用，在0.1秒和0.02秒(分別為100毫秒和20毫秒)之間幾乎沒有實(shí)際差異。然而，隨著時(shí)間的推移，超低延遲對(duì)于支持物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用、自動(dòng)駕駛汽車，以及使用觸覺反饋執(zhí)行遠(yuǎn)程手術(shù)可能非常重要，盡管這些應(yīng)用更有可能在2021年及之后實(shí)現(xiàn)，而不是在未來兩年實(shí)現(xiàn)，但需要超低延遲和超可靠網(wǎng)絡(luò)，以保證可靠性。

總結(jié)

到目前為止，本文主要關(guān)注5G網(wǎng)絡(luò)用戶(無論是企業(yè)還是消費(fèi)者)最感興趣的5G方面。在這里，我們更多地關(guān)注可能與網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商更相關(guān)的問題。

本文開頭的預(yù)測(cè)僅涉及真正的5G網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備，不包括那些幾乎肯定會(huì)將最新的4G LTE(長(zhǎng)期演進(jìn))技術(shù)(通常稱為4.5G)推廣為5G的運(yùn)營(yíng)商。對(duì)于用戶而言，這種區(qū)別可能并不重要：4.5G和5G網(wǎng)絡(luò)都提供了每秒數(shù)百兆比特甚至每秒千兆比特的極高速度。然而，對(duì)于運(yùn)營(yíng)商而言，存在成本重要差異。如果運(yùn)營(yíng)商可以提供超過4.5G的500 Mbps無線服務(wù)，他們?yōu)槭裁匆ㄙM(fèi)數(shù)百億美元用于設(shè)備和無線電頻譜的資本支出來實(shí)現(xiàn)全球5G呢？

實(shí)際上，這個(gè)問題有一個(gè)明確的答案，這與5G更大的容量有關(guān)。通過各種技術(shù)，預(yù)計(jì)5G的流量和網(wǎng)絡(luò)效率將比4G提高一百倍。這對(duì)所有運(yùn)營(yíng)商來說無關(guān)緊要：擁有大量頻譜但客戶相對(duì)較少的三等或四等運(yùn)營(yíng)商，可能很好地在效率較低的4G網(wǎng)絡(luò)上提供類似5G的速度。但是對(duì)于許多國(guó)家的領(lǐng)先運(yùn)營(yíng)商 - 例如美國(guó)，菲律賓，法國(guó)，愛爾蘭，澳大利亞和英國(guó)，其網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行容量高于其他一些國(guó)家，提供更高速度的能力，實(shí)現(xiàn)均勻的高速，每月更大的總?cè)萘浚荒苌?jí)到5G。

說到資本支出，5G的前景看起來比最初想象的要好。一項(xiàng)研究預(yù)測(cè)，為實(shí)現(xiàn)5G，運(yùn)營(yíng)商的資本支出占收入的比例需要從13%升至22%，而這一比例需要在有限的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)。但隨著2018年的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)取得進(jìn)展，北美、歐洲和日本的許多運(yùn)營(yíng)商正在重新評(píng)估成本，并發(fā)布公眾指導(dǎo)，5G的資本支出強(qiáng)度將與其4G支出或多或少持平。一個(gè)主要原因是他們都有“預(yù)裝”支出，通過積極投資更密集的光纖網(wǎng)絡(luò)(預(yù)計(jì)未來5G和支持今天的4.5G技術(shù))，以及購(gòu)買為5G準(zhǔn)備就緒的無線電硬件，可以在發(fā)布到來時(shí)通過軟件升級(jí)到完整的5G。

應(yīng)該指出的是，以上所有內(nèi)容僅適用于資本支出一次性投資。目前尚不清楚5G可能對(duì)年度運(yùn)營(yíng)支出產(chǎn)生何種影響。

就頻譜而言，早期跡象表明運(yùn)營(yíng)商的頻譜成本將比3G更接近4G(見圖3)。對(duì)于3G的推出，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商在頻譜方面投入了大量資金：按每人每MHz的價(jià)格(MHz pop)來衡量，英國(guó)的3G頻譜拍賣平均售價(jià)為3.50美元/ MHz pop。然而，在4G推出之前的頻譜拍賣中，運(yùn)營(yíng)商的花費(fèi)要少得多，800 MHz頻譜的為0.60 美元/MHz pop，而2.6 GHz頻段的頻譜僅為0.07美元/ MHz pop。 (重要的是要注意，確切的頻段對(duì)價(jià)格很重要：較低的頻譜傳播更遠(yuǎn)并且更好地穿透建筑物，相當(dāng)于海景房。因此，頻譜越高，通常是MHz pop越低。)根據(jù)一些早期拍賣，5G頻譜的價(jià)格，取決于頻段，與4G頻譜的價(jià)格一致：圖3中六個(gè)國(guó)家的所有拍賣價(jià)格都低于0.20美元/ MHz pop，而且兩個(gè)國(guó)家的價(jià)格低于一美分。

但是，所有地區(qū)的頻譜價(jià)格都這么低。意大利頻譜拍賣于2018年10月結(jié)束，價(jià)格就很昂貴，700 MHz頻譜達(dá)到0.65美元/ MHz pop，中頻3.6-3.8 GHz頻率售價(jià)超過0.42美元/ MHz pop - 遠(yuǎn)高于預(yù)期意大利市場(chǎng)，實(shí)際上是預(yù)期的雙倍。展望未來，如果意大利的經(jīng)驗(yàn)更為典型，那么運(yùn)營(yíng)商可能需要向上調(diào)整他們的預(yù)期，至少要調(diào)高一點(diǎn)，因?yàn)樗麄冃枰Ц斗莔mWave頻譜的費(fèi)用。目前，似乎沒有人為mmWave頻率支付額外費(fèi)用：即使意大利拍賣的價(jià)格也不到中頻的1%。

盡管未來12至24個(gè)月5G的應(yīng)用曲線可能相對(duì)較淺，5G重現(xiàn)4G在市場(chǎng)上的主導(dǎo)地位可能需要數(shù)年時(shí)間，但許多電信運(yùn)營(yíng)商出于速度、延遲、滲透、(尤其是)容量等原因，有強(qiáng)烈的動(dòng)機(jī)加入5G潮流。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，我們將迎來一個(gè)快得多的世界。