5G生态系统： 美国国防部的风险和机遇（之三：第二章）

若干个月以前，美国国防部旗下咨询部门国防创新委员会（Defense Innovation Board）发布了名为《5G生态系统：国防部的风险和机遇》报告，指出中国在5G发展方面处于领先地位。原报告公开于美国国防部网站上，对此报告的理解有助于了解美国与世界各地5G产业的发展现状，现将报告内容翻译公布

（翻译内容全部来自于公开文件，英文原件详见连接https://media.defense.gov/2019/Apr/03/2002109302/-1/-1/0/DIB_5G_STUDY_04.03.19.PDF）

第二章：5G竞争领域的现状

各国5G能力可通过以下五个指标进行比较：频谱可用性、广泛的5G试验、由国家监管机构制定的5G路线图、政府承诺（例如，为5G实施铺平道路的战略文件和政策）、以及行业对5G早期启动的承诺。在这些指标中，频谱可用性影响最大，因为许多其他因素都取决于可用性。关于频谱可用性，目前正在就Sub-6与mmWave的优点以及如何在这两类中分配频谱进行辩论，在美国，对向商业部门分配或共享政府拥有的频谱存在更大的关注。对于基础设施，运营商可以采用“非独立”方法，利用现有的3G和4G基础设施作为实现5G功能的垫脚石，或者采用“独立”方法，这需要大量的前期投资来构建5G网络的新基础设施。

中国

通过一系列积极的投资和频谱分配举措，中国在5G发展方面处于领先地位。除了五年来投资1800亿美元用于5G部署的资本支出外，中国还向三个国家提供商分配了200MHz的中频频谱，并正在考虑重新分配500MHz的C频段。在国内，中国的5G部署正在通过其主要电信公司（中国移动、中国联通和中国电信）实施。这三家公司主要致力于在中国开发一个独立的5G网络，计划在2019年部署商用前应用程序，并在2020年部署正式商用应用程序。中国目前已部署约35万个5G可操作基站，这是美国部署的近10倍。在全球范围内，中国的大型制造商（华为和中兴通讯）正在推动5G的部署，通过商业销售5G赋能设备和设备，主要用于非独立网络，华为已经向海外运送了超过10000个基站。

在海外，中国一直在发展与其他国家和外国公司的伙伴关系，以扩大其5G影响力。在欧洲，华为和中兴通讯正提供各自的服务，以建立个别国家的5G网络，并已签署了多个5G合同，尽管美国官员要求盟国阻止中国公司。此外，中国已将大量时间和资源投入到其“一带一路”倡议中，包括推动中国建成的网络基础设施，以提供跨越路线长度的连通性。这一战略已经取得了一些成功：2018年第三季度，华为在全球电信设备市场占有28%的份额，比2015年增长了4个百分点。随着更多5G网络依赖中国电信设备推出，预计华为将继续增长这一份额。这些努力将使中国能够推广其5G网络的首选标准和规范，并将在未来塑造全球5G产品市场。

总的来说，这些方法在5G技术和能力方面为中国提供了竞争优势。中国的5G战略应该在大战略的背景下进行审视。与人工智能一样，5G发展也是“中国梦”愿景和“中国制造2025”路线图的重要组成部分。社会稳定和经济增长是中国首要任务，因为这两个领域的失败会被视为对中国的直接威胁，5G有潜力将中国从资本和劳动密集型制造业经济转型为以创新为导向、消费驱动型经济，减少对外国投资的依赖。鉴于中国经济增长放缓以及与美国的贸易战，中国可能会感到压力，要求更积极地推行5G等技术进步举措。

韩国

韩国在5G成熟期密切关注中国，因为它早期拍卖了频谱，并对无线技术作出了总体承诺。韩国政府已经制定了一个明确的路线图，包括健康投资，以追求5G；2014年，韩国承诺15亿美元，在2020年前促进5G的采用和部署；2017年，韩国发布了其国家宽带和频谱计划（“K-ICT”），根据K-ICT计划进一步促进5G.韩国的科技和信息通讯技术部，已经向其三大电信供应商（SK Telecom、KT Corp和LG Uplus）拍卖了Sub-6和mmWave系列中超过1000MHz的频谱。韩国已与AT&T和Verizon密切合作开发5G毫米波网络，但通过使其设备在频谱的两个部分都能正常工作（例如其Exynos 5100 5G调制解调器），扩散了同时追求应用Sub-6和mmWave频谱的风险。到2019年底AT&T还将与三星合作发布一款同时具有毫米波和Sub-6功能的手机，但考虑到可用的Sub-6频谱的限制范围，这些双功能设备在美国的能力可能较低。

韩国曾经能够利用平昌2018年冬奥会展示其5G投资效果，并进行各种网络试验。韩国工业已经在4G和LTE网络技术之间推动了的高强度竞争，这将推动5G的进一步快速发展。SK Telecom目前在投资和5G试验领域处于领先地位，并且在2018年的政府拍卖中获得了最大的频谱带宽，但这三家电信提供商均计划在2019年初同步推出5G手机服务，以迎接“韩国5G日”。韩国在5G领域的地位很好，并且很可能继续成为未来的领导者，因为其主要电信供应商可以充分利用其最新通过拍卖购得的频谱带宽。

日本

日本在5G能力方面紧随中国、韩国和美国之后。日本尚未将其频谱带宽的关键部分拍卖给商业供应商，但计划在2019年进行拍卖，目前正在开发mmWave和Sub-6两种选择（mmWave正在应用于有限、人口稠密的地理区域，而Sub-6正用于覆盖该地区的其余部分）。与韩国类似，日本希望利用2020年东京奥运会展示和测试5G技术和网络，并在2020年左右推动其大部分投资和活动。2014年，日本成立5G移动论坛（5GMF），促进5G研发，协调各组织5G工作，提高5G的普及意识。2016年，日本内务和通信部（MIC）发布了一份战略文件（“2020年实现5G的无线电政策”），该文件明确了其承诺将要对日本的5G未来进行具体部署。

日本三大电信供应商（NTT DoCoMo、KDDI和Softbank）都在测试5G技术，打算在2020年奥运会前推出。这三家公司都在Sub-6和mmWave范围内进行试验，日本内务和通信部(MIC)在东京和日本农村地区进行了“5G系统试验”。

世界其他地区（非美国）

当中国、韩国、美国和日本在这一领域处于领先地位时，其他国家正在追赶5G的部署。英国、德国和法国可以被视为“第二梯队”5G开发商，而新加坡、俄罗斯和加拿大则是“第三梯队”开发商，世界其他地区也紧随其后。这些国家也开始拍卖频谱和带宽，并提供不同的时间长度和频谱容量，但许多国家缺乏任何正式的政策或战略，无法有效实现5G的实施，大多数国家预计5G将在2020年后推出。

尽管欧洲曾经在2G时代领先，但由于法规限制了其快速提供频谱带宽的能力，并继续落后于3G、4G和现在的5G。亚洲其他地区在5G方面取得了一些进展，但很少有国家像中国、日本和韩国一样投入了相同的时间和资源。俄罗斯在2017年发布了其“俄罗斯联邦数字经济”，其中包括5G路线图，但尚未制定任何清晰的频谱计划或为该路线图投入大量资源。俄罗斯利用2018年国际足联世界杯启动了5G的努力，但俄罗斯仍高度依赖外国5G技术和与其他合作伙伴关系来推动自己5G的发展。

考虑到5G技术与第一代和所有其他代通讯技术之间的代差，无论哪个国家领先5G，世界其他地方可能都会被驱动实施效仿领先国家的5G网络设计和基础设施。中国是当前的领导者，美国的盟友在如何应对中国制定5G标准的努力上采取了不同的立场。由于安全问题，一些人对中国的影响持谨慎态度，并积极推动中国5G的推出。例如，12月，捷克共和国网络安全局（NUKIB）发布官方警告，称华为和其他中国公司存在国家安全风险，并援引中国现行法规（国家情报法，2017年6月27日颁布），要求中国公司积极与情报界合作。这推动了捷克公共和私营部门的安全审查，有效地阻止了华为5G产品在该国的所有销售。澳大利亚和波兰也对中国采取了强硬路线，美国也对其他盟国施加了巨大压力，要求其效仿。

然而，考虑到中国产品的价格和质量，其他国家对将中国从5G市场驱逐出去的热情也有所下降。尽管美国威胁要切断情报共享，德国拒绝禁止华为，英国似乎也可能采取同样的做法。德国和英国都拒绝了美国关于华为和其他中国电信公司对国家安全构成不可接受风险的说法，声称他们的安全组织可以采取措施限制其网络中的漏洞。印度和意大利也表示不愿将华为的产品排除在5G的销售之外，近几个月来，新西兰已经放松了对中国最初的强硬立场。在未来几个月，欧洲将继续成为5G未来的战场，因为它是华为最大的市场之一，也是美国盟国的主要来源。这场争斗也暗示了世界其他地区对5G全球发展更为关注的轨迹——特别是对成本更敏感的发展中国家会发现中国的5G价格点难以逆转，尤其是当伴随着基础设施建设和项目融资激励的各种帮扶措施（类似于一带一路倡议的做法）。

美国

私营部门（Private Sector）

电信行业正在组织在美国开发和部署5G的工作，美国政府的支持也在增加。Verizon、AT&T、Sprint和T-Mobile都在开发自己的5G网络和5G设备，每个都有自己的策略和方法。Verizon和AT&T专注于开发高频毫米波网络，并正在为移动和固定应用在各个测试城市部署小单元设备，Sprint正在采用毫米波和中频频谱联合方法构建其网络，T-Mobile则专注于毫米波和低频频谱。虽然所有的运营商都在一定程度上考虑Sub-6频谱的选择，但相对于mmWave中可用的带宽量，Sub-6频谱中可用的带宽量相对较小，这一限制因美国政府拥有大部分的Sub-6频谱而加剧。运营商正在放弃现有的4G基础设施，但那些专注于mmWave的运营商将不得不建立额外的基础设施，以确保通过密集的基站网络实现不间断的连接。关于部署的某些网络是否符合真正的5G标准存在争议，这些供应商之间在未来几年内展开激烈的竞争，以推出5G网络。5G开发由3GPP（第三代合作项目）监督，3GPP是一个标准机构，负责监管3G UMTS（包括HSPA）和4G LTE标准的开发。

尽管美国的各种营销举措都在传达信息，但很少有美国领土部署了能够在覆盖范围边缘提供1 Gbps甚至100 Mbps服务的5G基础设施。虽然LTE的部署导致美国大部分地区的最终用户速度提高了10倍，但迄今为止，运营商尚未证明其部署能力能够为美国大部分人口提供高速服务。

正如第一章所讨论的，美国运营商在为小范围地理区域部署有限的mmWave方面取得了一些成功，但这些运营商在未来的可扩展性方面存在局限性。即使在优化的情况下，很明显，扩展mmWave以提供更多的覆盖范围将是一项时间和成本密集型的工作，需要大规模的基础设施建设。

考虑到需要大量的基站，这些运营商甚至无法承担必要的资本支出来扩展这些毫米波网络。截至2018年底，Verizon持有约1200亿美元的债务，股息收益率约为4%，而AT&T持有约1750亿美元的债务，股息收益率超过6%。T-Mobile持有约250亿美元的债务，Sprint持有约400亿美元的债务。这些公司在美国开发5G的努力中处于领先地位，但其资产负债表显示，它们可能会遇到很严重的成本问题去完全部署mmWave毫米波网络和其所需要的基础设施。

在过去的十年中，供应商板块也发生了重大变化。中国电信设备巨头华为将全球收入从2009年的约280亿美元增长到2018年的1070亿美元。爱立信同期的收入从279亿美元下降到239亿美元，诺基亚的收入从576亿美元下降到266亿美元。中国手机供应商，如华为、中兴通讯、小米、Vivo和Oppo，市场份额从2009年的不到6%增长到2018年的30%以上，尽管3月在美国的销售额微乎其微，但仍在快速增长。例如，印度的无线市场比美国大，印度销售的所有手机中有59.7%是中国的。18家中国互联网应用公司（以百度、阿里巴巴、腾讯和Tiktock等新公司为首）的影响力和收入都在增长。2009年，收入排名前十的互联网公司都是美国公司。今天，前十名中有四名是中国公司。

这些转变不仅仅是因为中国的设备更便宜。在许多情况下，中国设备也优于西方竞争对手。华为和中兴通讯已经成为大规模MIMO无线电系统的领导者，拥有64个发射和接收元件。许多人认为华为的P系列和Mate Android手机是世界上最先进的手机，这些设备由华为自己的Hi-Silicon部门提供动力。阿里巴巴的云服务在全球排名第四，仅次于亚马逊、微软和谷歌，而且增长迅速。

公共部门（Public Sector）：白宫（政府）

过去十年来，美国政府对5G的兴趣一直在上升。2016年，白宫启动了一项价值4亿美元的先进无线研究计划，以推广无线测试平台，而联邦通信委员会通过了其“频谱边界”政策，其中美国致力于为有牌照和无牌照两种情况使用大量的毫米波频谱开绿灯。根据本届政府提出了一系列倡议和指示，强调5G的重要性，并制定了明确的路线图。本届政府支持私营部门(Private Sector)主导的5G计划，而不是政府主导的国有5G计划。

2018年9月，白宫主持召开了5G峰会，业界和政府领导人召开会议，讨论5G的未来方向，促进私营部门与公共部门的合作，同时承认美国在开发和部署5G方面落后。不久之后，白宫发布了“总统备忘录”。《关于为美国未来制定可持续频谱战略的公投》，强调美国需要领导5G促进公共和私营部门的国家安全和创新。备忘录指示各部门和机构提交一系列关于当前频谱使用和未来频谱需求的报告。再分配方案，以及未来技术对频谱分配的影响，也要求5G立法、监管和政策建议。在总统备忘录发布的同一天，白宫发表了一篇题为“美国将赢得全球5G竞赛”的文章，探讨了美国领先4G所获得的优势（例如，增加了GDP和就业机会），并将其与领先5G的潜在好处进行了比较。

公共部门（Public Sector）：联邦通讯委员会

联邦通讯委员会在5G频谱分配和民用频谱政策方面的开发和部署中发挥着重要作用。2018年底，联邦通信委员会（FCC）投票决定建立一个释放毫米波频谱带宽的框架，以帮助加快5G的开发和部署。联邦通信委员会（FCC）控制着美国的频谱拍卖，并在2018年底举行了第一次5G频谱拍卖，这一拍卖开启了28GHz频段。第二次拍卖会于2019年3月14日举行，提供24 GHz频段。

联邦通信委员会于2018年9月发布了其全面的5G战略，“促进美国在5G技术（快速）计划中的优势”。该计划的重点是三个主要目标：将更多的频谱推向市场，更新基础设施政策，现代化过时的法规，以促进5G在美国的发展。关于频谱目标，联邦通信委员会计划在2019年再举行三次拍卖，出售毫米波频段，并正在进行研究，以了解开放中低频频段的选择。在基础设施目标方面，联邦通信委员会正在努力提高联邦、州和地方各级小区域的审查速度，以促进5G的更快部署。在现代化目标方面，联邦通信委员会致力于调整现有法规，并制定新的法规来支持5G部署，例如更新其规则。在网络设备上，允许更快速地部署小型基站，并防止与对美国网络构成国家安全威胁的公司交易网络设备。

联邦通信委员会还开始了一项更为灵活地使用位于3GHz和4 GHz频段中间的500MHz-C波段下行链路频谱的计划。2015年，在国际电联的世界无线电会议上，奥巴马政府反对将该频段重新分类为适合5G使用的IMT-2000配置的提议，这将为5G移动业务的全球标准化铺平道路。即使频谱被重新分类为宽带，也需要一段时间，现有用户才能完全从C波段中删除。共享5G移动使用的频段是困难的，因为移动手机以宽广的模式发射无线电，并且在C波段天线附近工作的用户数量可能对卫星接收造成实质性的干扰。然而，固定作战可以通过使用定向天线或波束形成系统来共享频谱，这种设备非常适合向农村地区提供固定频谱服务，以及国防部可能用于固定频谱网络的扩展。

如果美国积极寻求共享并最终重新分配C波段下行链频谱，它将允许第二轮5G频谱扩展，从而提高美国的速度和覆盖率。然而，这种频谱重新分配的好处将取决于全球公司在C波段内生产设备，而美国需要推动接受这部分频谱作为全球使用的频段。

公共部门（Public Sector）：商务部

商务部的国家电信和信息管理局（NTIA）负责管理联邦使用频谱分配。商务部目前正在制定一项“国家频谱战略”，以改进频谱管理，确定研发重点，创造新技术，并汇总联邦机构的频谱运营需求。NTIA将与一个新的频谱战略工作组（由总统设立）的成员合作。在多年的努力中，制定和实施国家战略，协调研究、开发、测试和评估工作。如果国防部要共享其频谱，就必须与国家情报局密切合作，管理共享过程。

未完待续