雖然5G可能需要數年才能重現4G的市場主導地位，但其速度、容量、延遲和滲透率使得5G成為許多電信運營商無法拒絕的機會。

德勤預測，2019年將成為第五代(5G)廣域無線網絡規模擴張的一年。 2018年共有72家運營商測試5G，到2019年底，我們預計25家運營商將在其至少部分地區(通常為城市)推出5G服務，另有26家運營商將于2020年啟動，總數將增加一倍以上。此外，我們預計2019年將有大約20家手機廠商推出5G手機(第一款將于第二季度推出)，到年底將出貨約100萬部5G手機(預計在2019年銷售15億部智能手機)。屆時將售出100萬臺5G調制解調器(也稱為熱點)，并將安裝約100萬臺5G固定無線接入設備。

到2020年底，我們預計5G手機銷量(1500萬至2000萬臺)占所有智能手機銷量的約1%，銷量將在2021年開始起飛，這是零售商銷售超過1億部5G手機的第一年。首批5G網絡對用戶而言最顯著的優勢將是速度比現在的4G技術更快：峰值速度為每秒千兆位(Gbps)，可持續速度估計為每秒數百兆位(Mbps)。

5G的三個主要用途 —— 在短期內

在2019年和2020年，5G無線技術將有三個主要應用。首先，5G將用于真正的移動連接，主要是智能手機等設備。其次，5G將用于連接“較少移動”的設備，主要是5G調制解調器或熱點：專用無線接入設備，小到足以移動，將連接到5G網絡，然后通過Wi-Fi技術連接到其他設備。最后，將出現5G固定無線接入(FWA)設備，其天線永久地安裝在建筑物或窗戶中，為家庭或企業提供寬帶而不是有線連接。

所有這些5G設備將在低頻段(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)的傳統和新型蜂窩無線電頻帶上操作。雖然智能手機、調制解調器和熱點主要使用低頻和中頻，但5G FWA設備通常使用mmWave技術進行操作，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設備需要在窗戶或建筑物的外墻上安裝天線。

5G智能手機。由于5G與4G手機的兩個關鍵組件(無線調制解調器和天線)存在差異，因此制作5G手機比人們想象的要復雜得多。智能手機中的調制解調器通常與處理器位于同一芯片上。高端手機捆綁的4G芯片在2018年的成本估計為70美元；5G版本幾乎肯定會花費更高。一家領先的調制解調器/處理器制造商宣布，其5G芯片組將在2019年準備就緒，盡管供應限制表明，在下半年之前不會出現廣泛應用。

更大的挑戰是為5G設計天線。由于新的無線電技術將以28 GHz左右的頻率發射(需要由多個組合輻射器組成的窄波束、高增益天線系統)和頻率低于6 GHz(單元件、低增益、全向天線)，5G天線的設計要比4G復雜得多。2018年，最前沿的4G智能手機天線和前端成本通常約為20美元，預計5G解決方案在2019年上市，幾乎肯定會帶來更高的價格 - 可能比這還要高得多。

綜合這些因素，2019年5G手機的組件成本可能比同類4G手機高出40-50美元，對于全球網絡連接數量相對較少的手機而言，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剛推出時問題要小。芯片制造商表示，他們預計首批5G手機的電池續航時間或多或少與目前4G手機一致。

5G調制解調器/熱點。第一個4G網絡于2009年12月啟動。從2010年到2012年，零售商銷售了數以千萬計的4G調制解調器/熱點，為設備制造商和收取無線訂閱費的運營商帶來了數億美元的收入。這些小裝置，相當于冰球的大小，最初以200-300美元的價格出售，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、電腦、平板電腦和其他設備連接到互聯網。但隨著越來越多的4G手機進入市場，它們的銷量開始下降，特別是因為用戶能夠使用后期型號的智能手機作為4G熱點，無線地將其他設備連接到他們的手機，而不需要獨立的調制解調器。

我們預計，與4G調制解調器/熱點相當的5G技術也將取得類似的成功，從而彌合5G網絡開通與普通用戶能夠廣泛使用和負擔得起5G手機之間的差距。兩家最大的美國運營商已經公開討論在移動設備之前銷售調制解調器，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上，但可以很容易地用于調制解調器。由于調制解調器僅由收音機、天線和電池組成，因此它們的成本遠低于智能手機，不需要屏幕(通常是手機最昂貴的部件)、攝像頭或光滑的機身。因此，盡管手機在發布后的第一年或第二年內將迅速被取代，但調制解調器可能會成為新興5G市場的重要組成部分。應該注意的是，雖然調制解調器的信號將是5G，但是從“puck”到它連接的設備(智能手機，PC等)的信號將通過Wi-Fi或其他局域無線技術，這意味著根據技術的不同，速度可能會降低。

5G FWA設備。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窗戶的內部或外部，庭或商業。(mmWave發射器通常位于普通的電線桿上，而不是昂貴的專用塔，并且可能使用多個波段，既有mmWave，也有低于6GHz的波段。)如果該發射器連接到高速光纖網絡，用戶將享受數百Mbps的速度，可能達到每秒千兆位的峰值。天線將連接或連接到調制解調器/路由器，通過Wi-Fi在家庭或企業內部分配高速信號，將無法實現5G速度的智能手機、計算機、平板電腦、智能電視和其他連接設備連接起來。

一些美國航空公司已經開始使用mmWave和傳統頻率在少數幾個城市開始有限的5G發射。還有許多美國以外使用mmWave的5G FWA設備試驗；然而，在這個時候，美國以外唯一一家確定計劃在2019年推出的公司是澳大利亞運營商

請注意，5G調制解調器/熱點和5G FWA設備的市場是提供無線連接作為傳統家庭寬帶的替代方案，而不是為移動性提供4G替代方案。從長遠來看，5G移動市場(手機、物聯網設備和互聯車輛)可能會以數十億連接來衡量，但在2019年，大多數5G客戶可能會使用5G替代有線，不能替代4G。以這種方式使用，5G FWA相對于mmWave的適用性因國家而異。在光纖到戶或其他高速互聯網服務無處不在且價格合理的地方，FWA并不總能帶來特別的優勢(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，或者傳統蜂窩無線電頻帶中的無線容量已經擁擠的地方，mmWave解決方案可能更有用。

實際上，全球許多互聯網用戶已經完全依賴蜂窩無線數據來滿足其家庭數據需求。根據2017年德勤調查，在一些國家(如英國，5%)，這一比例非常低。但在其他國家(如美國、加拿大和土耳其)，近五分之一甚至更多的互聯網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字鴻溝，而后者有時會遇到較低的速度和/或容量。這兩個用戶群在人口結構上也有所不同：所研究的每個國家中僅限無線的消費者在年齡、收入、教育和其他因素方面存在差異。

在一個無線和有線連接在不同地區都有意義的國家/地區，想要覆蓋最廣泛的客戶群時，5G無線(低于6 GHz和mmWave頻率)與有線光纖策略結合使用時非常有用。在加拿大，該國三大運營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。一家運營商計劃通過FTTP覆蓋其1200萬用戶中的900萬用戶，并認為使用5G無線技術可以“立即有機會”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

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

4G在2009年底和2010年初推出，只有少數運營商在有限的區域內提供服務。雖然自那時起十年內已經部署了越來越多的4G網絡，但要想讓4G成為全球使用最廣泛的無線技術，需要到2019年，而且根據GSMA的數據，4G的使用要到2023，也就是14年之后，才會超過全球所有用戶的50%。這意味著即使在2025年，5G仍可能是一個相對小眾的技術，其預計的12億次連接僅占全球移動非物聯網連接總數的14%(圖2)。各國之間會出現相當大的差異：在那一年，預計49%的美國用戶將使用5G技術，日本為45%，歐洲為31%，中國為25%，但在拉丁美洲、中東和非洲，這一比例僅為個位數。

對速度的需求：理想與現實世界的條件

新的無線技術總能提供更快的速度，但速度至少可以表達三種不同的東西：在實驗室或有限試驗中實現的速度，理想條件下在現實世界中實現的峰值速度，以及現實世界中實際用戶平均達到的速度。雖然5G仍處于早期階段，但有一些數據表明每一種測量方法可能會是什么。

5G實驗室傳輸速度最快的紀錄為每秒1TB，而現場試驗的紀錄目前為35 Gbps。這兩項指標都不能很好地反映現實世界的短期速度，盡管長期預測20Gbps可能是現實世界的峰值速度。

在實際條件下，5G的網速可能低于35Gbps，但仍然明顯快于4G網絡，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，非常靠近發射器，并且在不忙時使用網絡。盡管如此，根據模擬，基于兩個當前網絡的小區站點位置和頻譜分配，中值數據速度將隨著升級到5G而激增。基于法蘭克福網絡的一次模擬，估計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，基于舊金山網絡的另一項測試增長了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。與房地產一樣，實現5G速度將歸結到位置、位置和位置！

當然，速度并不是5G網絡的唯一優勢。另一個潛在的好處是延遲更低：從設備向網絡發送消息并獲得響應所需的時間。 4G網絡的平均延遲大約為60毫秒(ms)，雖然可能存在相當大的差異，但理論上4G延遲可能低于此。但是5G網絡的延遲時間不到1毫秒。即使在2019年，5G的延遲也比普通的4G網絡低，盡管5G的平均延遲可能不會比4G低很多，但最糟糕的情況下，延遲可能會好得多。在5G的現場試驗中，實際延遲已經“低至9毫秒”，盡管目前尚不清楚預計2019年推出的商用網絡的平均延遲是多少；20-30毫秒似乎是一個看似合理的數字。

對于普通的消費者或企業用戶，以及對于大多數當前的實際應用，在0.1秒和0.02秒(分別為100毫秒和20毫秒)之間幾乎沒有實際差異。然而，隨著時間的推移，超低延遲對于支持物聯網的應用、自動駕駛汽車，以及使用觸覺反饋執行遠程手術可能非常重要，盡管這些應用更有可能在2021年及之后實現，而不是在未來兩年實現，但需要超低延遲和超可靠網絡，以保證可靠性。

總結

到目前為止，本文主要關注5G網絡用戶(無論是企業還是消費者)最感興趣的5G方面。在這里，我們更多地關注可能與網絡運營商更相關的問題。

本文開頭的預測僅涉及真正的5G網絡和設備，不包括那些幾乎肯定會將最新的4G LTE(長期演進)技術(通常稱為4.5G)推廣為5G的運營商。對于用戶而言，這種區別可能并不重要：4.5G和5G網絡都提供了每秒數百兆比特甚至每秒千兆比特的極高速度。然而，對于運營商而言，存在成本重要差異。如果運營商可以提供超過4.5G的500 Mbps無線服務，他們為什么要花費數百億美元用于設備和無線電頻譜的資本支出來實現全球5G呢？

實際上，這個問題有一個明確的答案，這與5G更大的容量有關。通過各種技術，預計5G的流量和網絡效率將比4G提高一百倍。這對所有運營商來說無關緊要：擁有大量頻譜但客戶相對較少的三等或四等運營商，可能很好地在效率較低的4G網絡上提供類似5G的速度。但是對于許多國家的領先運營商 - 例如美國，菲律賓，法國，愛爾蘭，澳大利亞和英國，其網絡運行容量高于其他一些國家，提供更高速度的能力，實現均勻的高速，每月更大的總容量，只能升級到5G。

說到資本支出，5G的前景看起來比最初想象的要好。一項研究預測，為實現5G，運營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間內實現。但隨著2018年的現場試驗取得進展，北美、歐洲和日本的許多運營商正在重新評估成本，并發布公眾指導，5G的資本支出強度將與其4G支出或多或少持平。一個主要原因是他們都有“預裝”支出，通過積極投資更密集的光纖網絡(預計未來5G和支持今天的4.5G技術)，以及購買為5G準備就緒的無線電硬件，可以在發布到來時通過軟件升級到完整的5G。

應該指出的是，以上所有內容僅適用于資本支出一次性投資。目前尚不清楚5G可能對年度運營支出產生何種影響。

就頻譜而言，早期跡象表明運營商的頻譜成本將比3G更接近4G(見圖3)。對于3G的推出，網絡運營商在頻譜方面投入了大量資金：按每人每MHz的價格(MHz pop)來衡量，英國的3G頻譜拍賣平均售價為3.50美元/ MHz pop。然而，在4G推出之前的頻譜拍賣中，運營商的花費要少得多，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，確切的頻段對價格很重要：較低的頻譜傳播更遠并且更好地穿透建筑物，相當于海景房。因此，頻譜越高，通常是MHz pop越低。)根據一些早期拍賣，5G頻譜的價格，取決于頻段，與4G頻譜的價格一致：圖3中六個國家的所有拍賣價格都低于0.20美元/ MHz pop，而且兩個國家的價格低于一美分。

但是，所有地區的頻譜價格都這么低。意大利頻譜拍賣于2018年10月結束，價格就很昂貴，700 MHz頻譜達到0.65美元/ MHz pop，中頻3.6-3.8 GHz頻率售價超過0.42美元/ MHz pop - 遠高于預期意大利市場，實際上是預期的雙倍。展望未來，如果意大利的經驗更為典型，那么運營商可能需要向上調整他們的預期，至少要調高一點，因為他們需要支付非mmWave頻譜的費用。目前，似乎沒有人為mmWave頻率支付額外費用：即使意大利拍賣的價格也不到中頻的1%。

盡管未來12至24個月5G的應用曲線可能相對較淺，5G重現4G在市場上的主導地位可能需要數年時間，但許多電信運營商出于速度、延遲、滲透、(尤其是)容量等原因，有強烈的動機加入5G潮流。當這種情況發生時，我們將迎來一個快得多的世界。