5G 的现状 ： 评估进展并规划前进的道路

5G的状态 评估进展并规划前进的道路 2023年7月 美国网络在5G领域处于领先地位，创纪录 无线投资在全国范围内的部署速度超过上一代。对5G的期望很高，无线行业正在提前交付我们互联的未来。 5G的状态是强大的。 每一代无线技术都为改善我们的互联世界带来了新的工具和机会。5G已经到来，它有了一个好的开始。美国在部署5G方面处于世界领先地位，5G可用性比其他任何国家都多。5G更快的速度和更灵敏的网络正在推动消费者和企业的强劲采用。无线行业正在提前交付5G，投资创纪录的、世界领先的资本，部署5G的速度超过上一代无线技术。分析师预计，5G最终将为美国经济增加1.5万亿美元，并提供至少450万个新工作岗位。 5G无线网络建立在全功率，许可频谱的基础上，可提供最可靠，最安全的无线连接，使其成为未来行业的理想平台。5G的第一个重大影响是家庭宽带 ，5G是美国增长最快的家庭互联网服务，为电缆带来了真正的竞争。 随着新的5G应用，需求正在迅速增长-移动流量与去年相比翻了一番，爱立信预测，在2020年至2027年之间，消费者每年的移动数据使用量将增 加近五倍。估计表明，我们将需要400兆赫的额外中频带频谱，以满足5年内的预计需求，10年内将需要近1500兆赫。然而，今天，没有计划中的频谱拍卖。 5G已经有了一个巨大的开端，随着网络能力的增长和5G创新生态系统的腾飞 ，我们的5G平台每年都会变得更具变革性。尽管如此，还需要做更多的工作来确保5G能够发挥其潜力。为了确保美国竞争力和国家安全的未来，迫切需要采取果断行动来重新建立FCC的拍卖权限，并确定一条独家许可的全功率中频带频谱管道。 目录 5G的承诺8提前交付12 历史投资推动了前所未有的部署16 为所有人提供安全、创新的驾驶通道18在整个经济中实现创新20推动各行业领域的创新22 提供最安全、最可靠的无线网络26保持竞争力和国家安全28 必须做更多的事情来保护我们的5G未来32最好的5G尚未到来36 Conclusion40 尾注42 5G的承诺 每一代无线都为消费者和企业提供了更好的服务和新功能。第一个无线网络让我们可以在旅途中进行通信，但只能通过语音进行通信，服务参差不齐。2G的出现为无线带来了数字技术，3G为最初的移动互联网和4G铺平了道路 启用真正的移动宽带，释放应用程序经济，并激励其他行业利用无线的力量。 5G将比4G快得多,速度高达100倍。5G正在减少延迟,或者是数据跨距离传输时出现的延迟。低延迟对于需要精确定时的机器对机器通信尤其重要。5G预计响应能力是4G的5倍。5G技术还将能够处理100倍的连接数量 设备，使连接设备的密集部署和为智能城市供电。如下所述，我们已经看到了这些功能的巨大飞跃。 5G的真正标志是它的灵活性。虽然4G旨在做好一件事——为手机带来互联网接入，但 5G可以动态适应，为各种不同的用例提供优化的连接。例如，如果用于智能农业的嵌入式 5G 4G 3G 2G 1G 传感器需要尽可能延长电池寿命，则5G网络可以简化通信，从而减少对传感器本身进行处理的需求。 北美移动网络生命周期 1980199020002010202020302040 82023年状态5G9 用例将推动5G经济 5G的巨大预期影响 5G网络灵活而强大的功能有望使无线连接更深入地融入经济和社会系统，使5G成为创新的真正引擎。5G在我们经济的几个关键领域具有变革潜力，包括医疗保健，运输，教育，制造，能源，农业，公共安全等。 5G将刺激整个美国的大规模经济增长，BCG估计在5G十年内将增加约450万个工作岗位，美国GDP将增加约1.5万亿美元。1通过为创新的医疗保健应用提供动力并提高组织效率，德勤预计5G技术每年将节省3050亿美元的医疗保健成本。25G技术还将支持联网汽车的重要安全功能，实现大规模的物联网部署，并增强详细的供应链分析，以改善物流和优化车队管理。分析师估计，无线供电的智能城市解决方案将为美国增加1.8万亿美元S.经济，并通过降低能源使用和减少拥堵等效率，带来1600亿美元的效益和节约。3 传感器网络 物流和跟踪 5G 公共安全 （枪声探测，AR辅助消 防） 工业4.0 (自我优化生产、库存管理、 AR辅助工作) 固定无线接入 电子健康（联网 救护车，AR功能的远程医疗 ） Extreme移动宽带（流媒体，会议，虚 拟办公室，拥挤场所的宽带） 连接车辆 （智慧城市、精准农业） 消费者 (可穿戴设备、智能家居、AR游戏) 先进制造业对我们国家的竞争力，经济增长和生活质量至关重要。无人机商务预计将增加80美元以上 为经济创造10万个新就业机会，因为5G有助于释放这项技术的全部商业潜力。4 由于5G的快速部署，我们看到了对利用5G先进功能的新用例和应用程序的大量投资 。 102023年的状态5G11 提前交付 美国在5G部署方面取得了显著成就。与4G的推出相比，提供商正在以更快的速度提供更广泛的覆盖范围，消费者正在更快地采用5G设备。在多个网络性能指标中，5G正在提前交付。虽然我们仍处于长达十年的5G投资周期的早期阶段，但美国S.无线运营商已经为创新、创造就业和经济增长建立了强大的5G平台，这些平台将在未来几年继续增长 。 5G在特定市场的可用性 部署 5G部署的速度比4G更快。第一个5G网络实现全国覆盖的速度是4G的两倍，5三大提供商能够提供比4G快1.5倍的全国网络。6 美国各地的5G网络已经覆盖了3.25亿人，为我们提供了世界上可用最多的5G网络。Ookla认为美国是可用性的世界领导者，大多数时候，超过54％的具有5G功能的手机连接都连接到5G网络。7这使我们领先韩国近20个百分点，这是一个非常了不起的壮举。8我们的5G可用性几乎是中国的两倍，为27.3%。9 荷兰34% 这种快速的初始部署突显了无线行业对全球领导地位的承诺，这种承诺只会随着网络的扩展和密度的增加而持续。如下面进一步讨论的,5G与不同类型的频谱的混合一起工作得最好,并且运营商还不能获得频率的最佳混合。虽然5G的基础初始平台已迅速大规模部署，但5G网络将需要不断改善以满足美国的无线需求。 塞浦路斯48% 韩国35% 澳大利亚 33% 美国 54% 加快全国部署 泰国29%挪威28%中国 保加利亚 25% 27% 4G5G 首次发布24个月后首次发布22个月后 法国 19% 德国18%英国17%瑞典9% Ookla的可用性指标衡量了大多数时候连接到5G网络的5G手机的连接百分比。因此，这是采用和部署的衡量标准。中国数字来自个人通信。 122023年的状态5G13 消费者采用 消费者也在迅速采用5G。将5G的采用与4G进行比较，我们发现，在美国首次大规模5G部署两年后，美国有5000万人订阅了5G，而在首次大规模4G推出两年后，美国有3860万人订阅了5G。10从同样两年的市场渗透率来看，近15%的美国人订阅了5G，而4G首次大规模推出两年后，这一比例约为12%。11 今天，超过三分之一的美国成年人拥有活跃的5G设备-这是一个快速增长的队伍：从 2020年到2021年，美国的5G设备数量增长了500%，达到8500万台。12 网络性能 5G已经在多个性能标准上显示出较前几代无线网络的显着改进。无线网络速度（或数据吞吐量）是影响用户体验的最重要因素之一，尤其是对于 流视频等数据需求的应用程序。再次与4G时代相比，5G带来的改进比我们以前看到的更快。4G推出18个月后，平均下载速度仅比上一代快3倍左右。在类似的时间范围内，5G速度比4G速度快16倍以上。这意味着5G的速度增长速度是4G的5倍以上。135G网络的速度现在通常超过100Mbps，并且不断提高。 延迟是另一个重要的性能指标，测量时间延迟 无线速度不断提高 19Mbps 2016 27Mbps 2018 44Mbps 2020 128Mbps 2022 随着信息在网络上的传输。低延迟对于拥有响应网络至关重要，对于某些应用，例如支持5G的无人驾驶汽车，精密机器人或高质量的增强现实，这确实很重要。同样，5G已 对于政策讨论，频谱可以分为低，中和高频段。 中值下载速度 经在整体响应能力方面带来了可衡量的改进。根据现实世界的Oola测量，只有大约15 ％的4G连接。 延迟低于20毫秒，而超过80%的高频段5G连接速度超过20毫秒。14这使得4G延迟提高了大约5倍，有助于增强更多的实时应用。 频谱在确定5G网络性能方面起着至关重要的作用。电磁频谱-移动数据在空中传播的不可见无线电波-根据其频率和波长而具有不同的属性。当5G具有不同类型的频谱以能够针对不同的用例优化连接时，5G效果最佳。 低频段频谱（低于3GHz的频谱）可以用单个蜂窝塔覆盖广泛的区域，并 且可以在树叶和建筑物周围很好地传播。低波段提供了至关重要的基础覆盖。 高频段频谱（24GHz以上的频谱）通过使用业界所谓的mmWave技术提供了极高速的连接-依靠以毫米为单位的高频频谱的微小波长。虽然高频段频谱提供了出色的性能，但它不会传播很远，很容易被障碍物阻挡。 中频带频谱（集中在3至8.5GHz之间的频谱）提供了一个快乐的媒介：它可以利用技术的进步来提供高容量，并且仍然提供相对较好的覆盖范围。 其他国家在为5G服务提供中频段方面做得更好。8.5GHz以上的频率虽然仍然有用，但与高频更相似。 142023年状态5G15 历史投资推动了前所未有的部署 5G部署的初步成功归功于无线行业的巨大投资-提供商正在向网络基础设施投资约 2750亿美元，以构建5G并增强网络覆盖，安全性和功能。15激烈的竞争促使全国供应商投入数十亿美元设计和部署网络，他们预计这将最好地赢得客户并实现新的用例 。2021年，提供商投资了创纪录的350亿美元，自2018年5G推出以来，提供商 已经投资了超过1210亿美元。16 为了进一步说明这项非凡的投资，美国仅占世界人口的4％，但我们的投资占世界总人口的19％ 无线资本。17从人均5G投资来看，2020年，美国无线行业的投资是中国同行的4.5倍 。18 5G投资推动了网络扩展和致密化以支持创新服务的努力。到2021年底，全国共有 418,887个运营小区站点，这还不包括添加到现有小区站点的所有新5G基站。19联邦和州选址改革鼓励了5G的快速部署，从2016年到2021年，62%的蜂窝基站是在改革后建成的。 运营商还对频谱-无线网络的命脉进行了大量投资。联邦通信委员会（FCC）拍卖许可证 ，这些许可证提供了在不受他人干扰的情况下使用特定无线电波的权利。无线行业在这些拍卖中进行了激烈的竞争，以获得建立性能更好的网络所需的资源。 多年来，这些拍卖为美国财政部和政策制定者的优先事项筹集了超过2330亿美元。20反过来，该频谱支持了国家运营商，区域运营商和新进入者的部署。对许可频谱的需求正在快速增长：仅在过去四年中，就有大约一半的频谱收入来自5G频谱的拍卖。 美国投资超过同行 19% 美国对移动设备的投资占全球移动资本支出总额的份额 2019-2021 69,543 新网站 美国运营细胞网站 2016-2018 47,718 新网站 4% 美国人口占世界的份额 162023年的状态5G17 为所有人提供安全、创新的驾驶通道 5G正以比以往任何时候都更多的方式连接着更多的美国人。由于激烈的竞争推动了创纪录的投资，美国的网络覆盖了超过3.25亿人，而且还在不断增加。消费者已经接受了这项技术，引领着连接5G的智能手机和其他5G设备的数量逐年呈指数级增长。 随着无线创新、应用和连接的增长，移动数据使用量逐年增长，到2021年已跃升至 53.4兆字节。21这意味着美国网络在一年内支持的数据流量比2010年至2017年全年的总和还要多。无线数据流量只会继续攀升-爱立信预测，从2020年到2027年，消费者的移动数据使用量将增加近五倍，达到每年240万亿MB。22 在