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德勤2019年TMT行业预测:5G短期内主要用于移动连接 天线设计是最大挑战
[发布时间]:2019年1月14日 [来源]:前瞻网 [点击率]:3266
【导读】: 虽然5G可能需要数年才能重现4G的市场主导地位,但其速度、容量、延迟和渗透率使得5G成为许多电信运营商无法拒绝的机会。德勤预测,2019年将成为第五代(5G)广域无线网络规模扩张的一年。 2018...

虽然5G可能需要数年才能重现4G的市场主导地位,但其速度、容量、延迟和渗透率使得5G成为许多电信运营商无法拒绝的机会。
德勤预测,2019年将成为第五代(5G)广域无线网络规模扩张的一年。 2018年共有72家运营商测试5G,到2019年底,我们预计25家运营商将在其至少部分地区(通常为城市)推出5G服务,另有26家运营商将于2020年启动,总数将增加一倍以上。此外,我们预计2019年将有大约20家手机厂商推出5G手机(第一款将于第二季度推出),到年底将出货约100万部5G手机(预计在2019年销售15亿部智能手机)。届时将售出100万台5G调制解调器(也称为热点),并将安装约100万台5G固定无线接入设备。
到2020年底,我们预计5G手机销量(1500万至2000万台)占所有智能手机销量的约1%,销量将在2021年开始起飞,这是零售商销售超过1亿部5G手机的第一年。首批5G网络对用户而言最显著的优势将是速度比现在的4G技术更快:峰值速度为每秒千兆位(Gbps),可持续速度估计为每秒数百兆位(Mbps)。
5G的三个主要用途 —— 在短期内
在2019年和2020年,5G无线技术将有三个主要应用。首先,5G将用于真正的移动连接,主要是智能手机等设备。其次,5G将用于连接“较少移动”的设备,主要是5G调制解调器或热点:专用无线接入设备,小到足以移动,将连接到5G网络,然后通过Wi-Fi技术连接到其他设备。最后,将出现5G固定无线接入(FWA)设备,其天线永久地安装在建筑物或窗户中,为家庭或企业提供宽带而不是有线连接。
所有这些5G设备将在低频段(低于1GHz,例如700MHz),中频段(1-6GHz,例如大约3.5-3.8GHz)和毫米波(mmWave,例如28 GHz)的传统和新型蜂窝无线电频带上操作。虽然智能手机、调制解调器和热点主要使用低频和中频,但5G FWA设备通常使用mmWave技术进行操作,这提供了比低于6 GHz频率更高带宽的潜力。由于mmWave频率难以穿透墙壁或某些类型的玻璃,因此许多5G FWA设备需要在窗户或建筑物的外墙上安装天线。
5G智能手机。由于5G与4G手机的两个关键组件(无线调制解调器和天线)存在差异,因此制作5G手机比人们想象的要复杂得多。智能手机中的调制解调器通常与处理器位于同一芯片上。高端手机捆绑的4G芯片在2018年的成本估计为70美元;5G版本几乎肯定会花费更高。一家领先的调制解调器/处理器制造商宣布,其5G芯片组将在2019年准备就绪,尽管供应限制表明,在下半年之前不会出现广泛应用。
更大的挑战是为5G设计天线。由于新的无线电技术将以28 GHz左右的频率发射(需要由多个组合辐射器组成的窄波束、高增益天线系统)和频率低于6 GHz(单元件、低增益、全向天线),5G天线的设计要比4G复杂得多。2018年,最前沿的4G智能手机天线和前端成本通常约为20美元,预计5G解决方案在2019年上市,几乎肯定会带来更高的价格 - 可能比这还要高得多。
综合这些因素,2019年5G手机的组件成本可能比同类4G手机高出40-50美元,对于全球网络连接数量相对较少的手机而言,即使在可用的情况下,也可能只有很小的覆盖范围。然而,有一条好消息:电池寿命可能比4G刚推出时问题要小。芯片制造商表示,他们预计首批5G手机的电池续航时间或多或少与目前4G手机一致。
5G调制解调器/热点。第一个4G网络于2009年12月启动。从2010年到2012年,零售商销售了数以千万计的4G调制解调器/热点,为设备制造商和收取无线订阅费的运营商带来了数亿美元的收入。这些小装置,相当于冰球的大小,最初以200-300美元的价格出售,但迅速降至100.9美元以下。它们是便携式的,人们用它们将手机、电脑、平板电脑和其他设备连接到互联网。但随着越来越多的4G手机进入市场,它们的销量开始下降,特别是因为用户能够使用后期型号的智能手机作为4G热点,无线地将其他设备连接到他们的手机,而不需要独立的调制解调器。
我们预计,与4G调制解调器/热点相当的5G技术也将取得类似的成功,从而弥合5G网络开通与普通用户能够广泛使用和负担得起5G手机之间的差距。两家最大的美国运营商已经公开讨论在移动设备之前销售调制解调器,而一家主要芯片制造商的新5G芯片组太大,不太可能安装在智能手机上,但可以很容易地用于调制解调器。由于调制解调器仅由收音机、天线和电池组成,因此它们的成本远低于智能手机,不需要屏幕(通常是手机最昂贵的部件)、摄像头或光滑的机身。因此,尽管手机在发布后的第一年或第二年内将迅速被取代,但调制解调器可能会成为新兴5G市场的重要组成部分。应该注意的是,虽然调制解调器的信号将是5G,但是从“puck”到它连接的设备(智能手机,PC等)的信号将通过Wi-Fi或其他局域无线技术,这意味着根据技术的不同,速度可能会降低。
5G FWA设备。如上所述,可以将大约精装书大小的小天线放置在家庭或商业窗户的内部或外部,庭或商业。(mmWave发射器通常位于普通的电线杆上,而不是昂贵的专用塔,并且可能使用多个波段,既有mmWave,也有低于6GHz的波段。)如果该发射器连接到高速光纤网络,用户将享受数百Mbps的速度,可能达到每秒千兆位的峰值。天线将连接或连接到调制解调器/路由器,通过Wi-Fi在家庭或企业内部分配高速信号,将无法实现5G速度的智能手机、计算机、平板电脑、智能电视和其他连接设备连接起来。
一些美国航空公司已经开始使用mmWave和传统频率在少数几个城市开始有限的5G发射。还有许多美国以外使用mmWave的5G FWA设备试验;然而,在这个时候,美国以外唯一一家确定计划在2019年推出的公司是澳大利亚运营商。
请注意,5G调制解调器/热点和5G FWA设备的市场是提供无线连接作为传统家庭宽带的替代方案,而不是为移动性提供4G替代方案。从长远来看,5G移动市场(手机、物联网设备和互联车辆)可能会以数十亿连接来衡量,但在2019年,大多数5G客户可能会使用5G替代有线,不能替代4G。以这种方式使用,5G FWA相对于mmWave的适用性因国家而异。在光纤到户或其他高速互联网服务无处不在且价格合理的地方,FWA并不总能带来特别的优势(尽管在某些情况下,5G FWA提供的速度和/或容量比某些光纤解决方案更快且更高)。在有线不太广泛和/或更昂贵的地方,或者传统蜂窝无线电频带中的无线容量已经拥挤的地方,mmWave解决方案可能更有用。
实际上,全球许多互联网用户已经完全依赖蜂窝无线数据来满足其家庭数据需求。根据2017年德勤调查,在一些国家(如英国,5%),这一比例非常低。但在其他国家(如美国、加拿大和土耳其),近五分之一甚至更多的互联网使用人群依赖蜂窝无线电波代替有线(图1)。值得注意的是那里可能是有线和无线用户之间的数字鸿沟,而后者有时会遇到较低的速度和/或容量。这两个用户群在人口结构上也有所不同:所研究的每个国家中仅限无线的消费者在年龄、收入、教育和其他因素方面存在差异。

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