美國5G應用規劃正在緊鑼密鼓地展開

咨詢公司Arthur D Little(ADL)在2017年6月發表的一份報告中稱，盡管5G網絡標準仍在完善中，但根據AT&T、T-Mobile、Verizon等公司已經發布的一系列公告，可以判斷美國有5種5G網絡應用模式。

一是采用5G固定無線接入向住宅提供千兆寬帶服務，作為光纖到戶的最后一英里解決辦法;二是用5G實現虛擬現實、人工智能等新應用;三是用5G向企業提供高可靠、低時延網絡;四是把5G作為實現機器對機器(M2M)和物聯網(IoT)發展的一種方式;五是通過5G網絡向消費者提供全國性完善的計算機基礎設施服務(IaaS)。

美國大多數家庭都依賴固定寬帶，因此，目前5G固定無線接入是最受關注的5G應用之一。5G固定無線技術為電信運營商提供了絕佳的機會。因此以5G固定無線接入為先驅，美國三大移動運營商的5G應用和規劃已全面展開。

AT&T公司5G的應用規劃

早在2017年，AT&T便為商業和住宅客戶推出了一系列5G固定無線技術試驗，以便深入了解毫米波性能和傳播特性。在AT&T測試的傳輸方案中，主傳輸通道由光纖承載，連接家庭或企業的最后一段由毫米波承載，AT&T希望通過5G固定無線接入傳輸DirectTV Now的電視信號。

AT&T構建的5G移動寬帶網絡將有不同的服務層次，現已開始探索不同的營銷策略。除了以游戲為中心的5G計劃外，該公司最近宣布推出一款SmartThings追蹤器，可以實時反饋寵物、孩子、遣失物的地理位置，為物聯網設備提供捆綁服務創造條件。還有一種營銷方式是將服務添加到客戶現有的賬單中，可將小型消費類設備(如Apple Watch)等連接到網絡中，并收取服務費。

據rcrwireless.com報道，AT&T在2018年8月31日宣布，印第安納波利斯將成為其第7個5G城市，之前宣布的城市有亞特蘭大、夏洛特、達拉斯、俄克拉荷馬城、羅利和韋科。AT&T最初計劃在12個城市推出5G網絡，到2019年增加到19個城市。2018年10月28日AT&T宣布，在德克薩斯州的韋科市商用5G網絡上，采用了高通公司的Snapdragon X50 5G調制解調器，連接的終端設備“puck”，被稱為Netgear Nighthawk 5G移動熱點，并在符合5G NR標準的基礎上，第一次完成了5G數據傳輸，這在5G競賽中具有里程碑式意義。繼Verizon之后，AT&T也宣布要在2019年推出5G智能手機。

作為光纖的補充，AT&T推出了G.fast(數字用戶線)，現已在美國的22個地鐵站和公寓提供高速互聯網接入服務。G.fast是一種高頻DSL(數字用戶線)協議，專為250m的銅線路設計，傳輸速率可達150Mbit/s~1Gbit/s。

Verizon公司5G應用策略

Verizon于2018年10月1日宣布，在薩克拉門托、洛杉磯、休斯頓和印第安納波利斯的部分地區推出5G家庭寬帶服務，稱之為Verizon 5G Home。該服務可提供300Mbit/s的網絡速度和1Gbit/s的峰值速度。Verizon采用的標準為“獨特5G標準”，即5G TF標準，但該公司表示，今后要將5G TF標準遷移到3GPP 5G NR標準中。

對使用Verizon 5G固定無線寬帶的用戶，Verizon向用戶提供5G家用路由器和Google Chromecast設備(一款小型接收器，可以插入電視機背面的HDMI接口，把電腦或其他設備上的流媒體內容以無線方式傳送到電視上)，用戶可選擇Apple TV 4K或YouTube電視進行收看，加入Verizon“First On 5G”計劃的會員可獲得三個月免費服務，之后每月費用為40美元，非Verizon Wireless客戶，每月費用為70美元。傳輸方式為骨干網使用光纖傳輸，入戶則采用毫米波傳輸。

Verizon提供的“5G Home”新服務引起了廣泛關注。“5G Home”是在用戶住宅附近安裝毫米波天線，通過無線方式與每個家庭的5G家用路由器和Google Chromecast設備連通，無需鋪設光纖，這對Verizon公司來說是重大利好，5G Home服務使5G真正走向商用，如圖1所示。

圖1 Verizon的“5G Home”服務

隨著有線運營商積極部署DOCSIS 3.1技術，固定寬帶市場競爭趨于白熱化，Verizon被迫轉向NGPON-2，以便在未來十年的帶寬競賽中保持優勢。此外，Verizon將依靠NGPON-2提供多個波長來支持5G基站的移動數據流量回程。理論上，單個NGPON-2 OLT可以為住宅服務、移動回程和商業服務分割多個波長。另外Verizon在2018年12月4日宣布與三星公司合作，要在2019年上半年推出5G智能手機。

固定5G接入成為市場競爭熱點

隨著IP網絡成為新興捆綁服務市場的基礎，寬帶已成為美國電信市場增長最快的業務之一，競爭也特別激烈。寬帶服務在美國發展很快，由2003年12月的1990萬線發展到2007年12月的6110萬線，這些大都用于家庭，因此家庭寬帶服務也是競爭最激烈的領域。到2017年美國已有1.1億個家庭擁有固定寬帶互聯網接入，而2009年僅為8000萬個。

2007年12月美國寬帶網絡構成比例為：同軸電纜占48.8%，DSL占35.1%，光纖占2%，其它占14.1%。根據日本總務省2017年9月14日公布的數據顯示，美國移動寬帶服務約占互聯網市場的71%，其余為固定寬帶接入方式，這其中CATV同軸電纜市場份額最高，高于50%，其次是DSL用戶占比約為27%，而使用光纖線路的用戶占比僅略高于10%，采用固定無線方式的用戶占比不到10%。這些年，美國寬帶網絡構成比變化很大，DSL用戶數在下降，CATV同軸電纜和光纖用戶數在上升。2018年1月美國寬帶服務市場狀況如圖2所示。

圖2 2018年1月美國寬帶服務市場情況

從圖2可以看出，Comcast、AT&T、Verizon、時代華納和考克斯公司市場占有率排在前五位，而T-Mobile市場占有率不高。5G固定無線接入方式的出現給市場注入強大動力，也帶來了機遇。

在2018年6月，New T-Mobile公司宣布，它的目標是要成為全美第四大互聯網服務提供商，這是New T-Mobile雄心勃勃的家庭互聯網計劃。2018年4月，T-Mobile宣布與Sprint合并，組建“New T-Mobile”，隨后宣布了其寬帶服務計劃。合并后的公司擁有1.26億用戶，更接近AT&T的1.41億用戶和Verizon的1.5億用戶。據Sievert預測，到2021年，New T-Mobile將擁有190萬家庭無線寬帶用戶，到2024年將擁有950萬用戶，到2024年有望成為全美第四大家庭ISP。

T-Mobile計劃使用5G固定無線接入來挑戰Comcast和Charter等有線電視公司在固定寬帶互聯網接入服務市場中的霸權地位。New T-Mobile計劃到2024年能夠為全國52%的郵政編碼地區提供寬帶接入服務，這將使New T-Mobile公司覆蓋Comcast公司68%的業務范圍和64%的Charter公司的業務范圍。T-Mobile公司預計，未來將有20%～25%的農村地區家庭可使用其固定無線業務。New T-Mobile家庭無線寬帶產品到2021年將為美國全國各地的消費者提供平均下載速度為100Mbit/s的傳輸服務。到2024年，T-Mobile業務范圍將覆蓋超過2.5億人，數據傳輸速率超過300Mbit/s，其中有2億人使用傳輸速率超過500Mbit/s的業務。New T-Mobile公司計劃在城市和農村地區部署固定無線服務，希望成為Comcast、Charter和AT&T等有線互聯網提供商的競爭對手。除了提供家庭互聯網產品外，T-Mobile還允許其移動用戶使用智能手機在家中創建Wi-Fi熱點，以便為筆記本電腦等家庭終端提供互聯網服務。

T-Mobile公司5G應用策略

T-Mobile也在積極建設5G網絡。在2018年10月，T-Mobile宣布，以35億美元的價格向諾基亞公司購買5G網絡設備，開始進軍5G。早在2018年2月27日，T-Mobile公司就宣布，2018年在30個城市建設5G網絡，其中紐約、洛杉磯、達拉斯和拉斯維加斯將成為2018年首批擁有T-Mobile 5G網絡的30個城市之一。T-Mobile宣稱將于2019年在紐約、洛杉磯、達拉斯和拉斯維加斯等地率先向客戶推出5G智能手機，到2020年建立一個覆蓋全國的5G網絡。

T-Mobile將在美國全國范圍內依托600MHz頻譜進行5G網絡覆蓋，但在大城市中由毫米波作補充。T-Mobile在5G商用策略上與Verizon等不同，Verizon正在為家庭提供5G固定無線接入，AT&T則依賴“puck”熱點，而T-Mobile將等待5G智能手機面市。

T-Mobile計劃2018年在毫米波頻譜上構建5G，而且預計將部署25000個小型蜂窩來實施許可輔助接入(LAA)技術，以增加額外的容量和速度，為5G鋪平道路。

5G固定無線接入成趨勢

在2018年7月23日，高通公司宣布推出QTM052毫米波天線模塊系列和QPM56xx 6GHz射頻模塊系列，可適用于智能手機等移動終端，這兩個系列都可與高通公司的Opteron X50 5G調制解調器配合使用。高通公司在2018年12月4日至6日舉辦的“2018年Snapdragon技術峰會”上，宣布推出了下一代芯片組“Snapdragon 855”，用作智能手機的SoC，這與2017年發布的Snapdragon 845的SoC相比，人工智能性能提升了三倍，高通公司宣稱“在幾個月內就會推出適用于Android系統的7nm產品”。

根據尼爾森公司調查，受流媒體服務普及和代碼剪切的影響，如今美國有2/3的家庭擁有可以播放流媒體視頻的設備。報告還指出，美國公民每月在智能電視設備(如Roku、Apple TV和亞馬遜Fire TV)上收看近80億個小時流媒體視頻，可見這個市場規模很大， 因此固定寬帶市場成為競爭焦點。因此越來越多的公司把目光轉向家庭固定5G服務，以增強寬帶互聯網的可用性。三大移動運營商積極推動5G家庭服務，這將促使家庭寬帶市場競爭加劇，并導致現有資費價格降低從而惠及所有家庭寬帶客戶。

Midco是一家中型有線電視運營商，在南達科他州、北達科他州、明尼蘇達州、堪薩斯州和威斯康星州擁有約385000名客戶，目前其正在進入固定無線領域。無線技術在農村等光纖技術難以到達的地區，相對而言價格更便宜，更易于部署。Midco固定無線可提供互聯網連接，下行速度高達50Mbit/s，上行速度高達10Mbit/s。數據通過光纖網絡傳輸到光纖饋送塔，然后信號使用無線技術傳輸給用戶。Midco會以固定無線方式在偏遠農村地區發展業務。

Midco成立于1931年，最初于1996年開始提供有線互聯網服務，但它不是惟一開始轉向固定無線技術的公司，如Charter、Comcast、AT&T、Windstream等都在測試或部署固定無線服務。例如Comcast在費城總部使用3.5GHz CBRS頻段，測試移動和固定無線服務;總部位于康涅狄格州斯坦福德的Charter公司，已在計劃基于固定無線接入，推進Wi-Fi和其它技術組合的5G路線圖。Charter還在3.5GHz頻段進行農村地區的固定無線試驗。該公司已將Radwin公司專有的基于802.11的無線技術部署到俄克拉荷馬州約9000個家庭。在愛荷華州的Argyle，Charter目前為大約200個家庭提供服務，并計劃到2019年擴展到愛荷華州的另外34個社區約6500個家庭。