物聯(lián)網(wǎng)催生5G技術(shù)萌芽1加1將遠(yuǎn)大于2

　　也許可能會(huì)感到奇怪，怎么4G技術(shù)才開臺(tái)短短幾年的時(shí)間，國外相關(guān)業(yè)者以及臺(tái)灣都已開始積極布局下一代行動(dòng)通訊——5G的技術(shù)與市場？也許也感覺臺(tái)灣4G網(wǎng)路品質(zhì)似乎沒有電信營運(yùn)商說的那么“神”，臺(tái)灣產(chǎn)官學(xué)界已經(jīng)攜手舉行了幾次“誓師大會(huì)”，務(wù)必扶植臺(tái)灣相關(guān)業(yè)者能在5G技術(shù)市場搶得先機(jī)。究竟 5G通訊技術(shù)有何迷人之處，讓廠商如此趨之若鶩？

　　4G技術(shù)迅速蔓延全球

　　觀察過去行動(dòng)通訊技術(shù)的發(fā)展，如2G與3G，從技術(shù)研究初始到全面開臺(tái)、普及，大約10年為一個(gè)周期，但相較之下，4G通訊技術(shù)也就是長程演進(jìn)計(jì)畫（LTE）的發(fā)展可謂相當(dāng)快速。根據(jù)全球行動(dòng)供應(yīng)商協(xié)會(huì)（GSA）統(tǒng)計(jì)，截至2014年底，全球LTE用數(shù)已達(dá)4.97億戶;至2015年中，已達(dá) 7.55億戶。用戶數(shù)的成長數(shù)量每年都以億計(jì)，也為相關(guān)廠商如晶片、設(shè)備、電信或量測(cè)儀器業(yè)者注入一劑強(qiáng)心針。

　　全球LTE用戶數(shù)成長分析

　　高通技術(shù)公司（Qualcomm）資深技術(shù)行銷總監(jiān)Rasmus Hellberg指出，全球行動(dòng)營運(yùn)商均積極升級(jí)LTE-Advanced（LTE-A）載波聚合（Carrier AggregaTIon;CA）技術(shù)，又稱為4G+。GSA報(bào)告指出，截至2015年7月為止共有88個(gè)商業(yè)網(wǎng)路支援載波聚合，最高可支援450Mbps 全球峰值傳輸速率。

　　觀察大中華區(qū)4G的發(fā)展，Hellberg表示，中國電信（China Telecom）已在國內(nèi)的重點(diǎn)城市推出“天翼4G+”第6類（CAT-6）服務(wù);中國移動(dòng)（China Mobile）宣布將于多個(gè)地點(diǎn)建置CAT-6甚至CAT-9網(wǎng)路。不僅如此，4G+演進(jìn)的下一步計(jì)畫將落實(shí)3GPP Rel-12功能，例如高階調(diào)變，能將下行鏈路的數(shù)據(jù)傳輸速率增至600Mbps，又稱CAT-12。

　　臺(tái)灣阿爾卡特朗訊（Alcatel-Lucent）客戶技術(shù)方案處技術(shù)長李思柏（Johan Asplund）亦援引GSA的數(shù)據(jù)說明臺(tái)灣4G的蓬勃發(fā)展。他表示，“從開臺(tái)至今，今年臺(tái)灣的4G用戶已達(dá)866萬，甚至是全球4G用戶增長排名第一的地區(qū)，”更遑論臺(tái)灣曾經(jīng)在4G的發(fā)展走了岔路——發(fā)展WiMAX——能有這樣的成績，相當(dāng)難能可貴。

　　未來LTE-A的演進(jìn)趨勢(shì)強(qiáng)勁，也將拓展新用途，如裝置對(duì)裝置功能，有助于近距離探索及車輛溝通，也能以聚合授權(quán)頻譜的形式，將其優(yōu)點(diǎn)擴(kuò)及未授權(quán)頻譜（在美國等地稱LTE-U，在歐洲、日本等地稱LAA）。甚至包括物聯(lián)網(wǎng)（IoT）也將一并獲得改善，例如低復(fù)雜度機(jī)器通訊（eMTC）及針對(duì)新控制服務(wù)的超低延遲等，在在都將進(jìn)一步擴(kuò)大LTE-A的使用情況。

　　日韓5G技術(shù)搶先起跑

　　4G如火蔓延全球之際，下一代行動(dòng)通訊技術(shù)5G也開始醞釀，日本與韓國電信業(yè)者已分別宣布將在2020年、2018年展現(xiàn)最新的5G技術(shù)網(wǎng)路 ——日本NTT DoCoMo與諾基亞（Nokia）將共同研發(fā)實(shí)現(xiàn)高頻網(wǎng)路運(yùn)行的5G無線網(wǎng)路技術(shù)，并計(jì)畫在2020年的東京奧運(yùn)會(huì)上向全世界展示;而韓國電信（KT） 腳步更快，將和成功驗(yàn)證5G多層次異質(zhì)網(wǎng)路載波聚合技術(shù)的愛立信（Ericsson），在2018年平昌冬季奧運(yùn)上成為全球第一個(gè)推出5G通訊服務(wù)的業(yè)者。

　　此外，中國大陸網(wǎng)通設(shè)備供應(yīng)商華為（Huawei）也宣布2018年將開始布建5G網(wǎng)路，中興（ZTE）也將隨之跟進(jìn)。由此可見，4G市場的火焰正熾之時(shí)，相關(guān)業(yè)者已開始5G技術(shù)的研發(fā)，以期可順利進(jìn)軍下一代傳輸速率更高、效能更好的行動(dòng)通訊技術(shù)。

　　面對(duì)3G與4G成本尚未全面回收的同時(shí)，全球許多地區(qū)已開始發(fā)展5G技術(shù)，業(yè)者均表示，現(xiàn)階段發(fā)展5G技術(shù)并沒有所謂太早或太晚的問題，反而時(shí)機(jī)正好。Marvell行動(dòng)產(chǎn)品總監(jiān)張路認(rèn)為，4G發(fā)展相當(dāng)?shù)目?，今年下半年新興國家如俄羅斯、印尼與印度等地，利用4G取代3G技術(shù)的態(tài)勢(shì)會(huì)越發(fā)顯著，而5G在技術(shù)與應(yīng)用上需要長遠(yuǎn)的演進(jìn)，預(yù)期2020年之后5G技術(shù)將開始進(jìn)入商用階段，因此現(xiàn)在著手進(jìn)行研發(fā)、克服5G技術(shù)挑戰(zhàn)，并不會(huì)太早。

　　李思柏也表示，從1G到現(xiàn)在的4G，每一個(gè)G的技術(shù)發(fā)展大約需歷經(jīng)10年時(shí)間，因此現(xiàn)在發(fā)展5G，到3GPP發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)，時(shí)間上其實(shí)沒有較其他技術(shù)初期發(fā)展時(shí)來得快，而5G技術(shù)的要求須讓現(xiàn)有行動(dòng)通訊技術(shù)再大幅精進(jìn)，因此現(xiàn)在正是對(duì)的時(shí)間發(fā)展5G技術(shù)。

　　物聯(lián)網(wǎng)、M2M成為5G關(guān)鍵應(yīng)用

　　5G技術(shù)究竟能為現(xiàn)在的生活環(huán)境帶來多大的改變？以至于業(yè)者即便在標(biāo)準(zhǔn)未定的狀態(tài)下，毅然投入？Hellberg 指出，5G能開創(chuàng)新服務(wù)、連接新產(chǎn)業(yè)與裝置、創(chuàng)造新使用者體驗(yàn)，這些皆是以LTE-A以及4G+帶動(dòng)的轉(zhuǎn)變?yōu)榛A(chǔ)，而未來LTE-A也將繼續(xù)演進(jìn)。不僅如此，5G不只是提高峰值速率，更將滿足未來10年不斷擴(kuò)大的連網(wǎng)需求，同時(shí)無縫運(yùn)用4G與無線區(qū)域網(wǎng)路（Wi-Fi）領(lǐng)域的投入成果。

　　未來，5G將促進(jìn)行動(dòng)寬頻的演進(jìn)，但更重要的是，其將更具備規(guī)模彈性以支援更極端的使用情況，從連接大量的物件到新服務(wù)如超穩(wěn)定的任務(wù)臨界管控。Hellberg強(qiáng)調(diào)，5G將提供無邊際的連網(wǎng)體驗(yàn)，裝置不再只是終點(diǎn)，而是提供全新的連接和互動(dòng)方式，并帶來一致的體驗(yàn)，例如無所不在的高速數(shù)據(jù)傳輸和基地臺(tái)邊際的限制。而統(tǒng)一的5G平臺(tái)將建于OFDM基礎(chǔ)上，支援所有頻譜類型與頻段，可彈性容納新服務(wù)與各種營運(yùn)模式。

　　5G與通訊、儲(chǔ)存、處理……各方面均密不可分

　　羅德史瓦茲（R&S）應(yīng)用工程支援部經(jīng)理林志龍表示，4K、8K電視將是5G市場發(fā)展底層推手，以及對(duì)影像或視訊即時(shí)回傳需求大的應(yīng)用，如救災(zāi)工作，將更有5G發(fā)揮的空間。反而智慧型手機(jī)應(yīng)用不再是主要推動(dòng)力，這是由于相較之下，智慧型手機(jī)應(yīng)用還是相當(dāng)有限，一般的使用者可能不需要那么高的頻寬。張路則認(rèn)為，使用者或新應(yīng)用對(duì)于頻寬的需求，物聯(lián)網(wǎng)及涵蓋其中的智慧家庭（Smart Home）、車對(duì)車（V2V）、智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施、遠(yuǎn)近程醫(yī)療或是工業(yè)應(yīng)用，都是讓5G快速萌芽的“養(yǎng)分”。

　　從5G技術(shù)演進(jìn)來看，5G有部份技術(shù)的更新與采用是為了因應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)而設(shè)計(jì)。李思柏分析，在可預(yù)見的未來物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代中，機(jī)器與人的溝通將擴(kuò)展至大量的機(jī)器對(duì)機(jī)器（M2M）的連結(jié)，另外，未來的影像資料傳輸量，將占總體網(wǎng)路資料傳輸量的70%，這些都將促使行動(dòng)網(wǎng)路傳輸速率的再提升，而5G的高傳輸速率與更高的網(wǎng)路穩(wěn)定性恰好能符合上述應(yīng)用所需。

　　目前，或許每個(gè)人都認(rèn)為5G是指4G后的第五代行動(dòng)通訊技術(shù)，但5G并不僅止于此。德國德勒斯登工業(yè)大學(xué)（TU Dresden）通訊網(wǎng)路教授Frank Fitzek在日前的歐洲國際半導(dǎo)體展中強(qiáng)調(diào)“5G技術(shù)更是為了物聯(lián)網(wǎng)裝置的控制與操縱而打造的。”

　　美國國家儀器（NI）大中華區(qū)市場經(jīng)理湯敏也認(rèn)同這一看法。她表示5G能夠讓物聯(lián)網(wǎng)的概念落實(shí)，而物聯(lián)網(wǎng)則有利促進(jìn)5G未來的通訊技術(shù)發(fā)展， “物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)講了很多年了，如今拜5G之賜正進(jìn)一步讓工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）應(yīng)用場景落地實(shí)現(xiàn)，這2種技術(shù)即將展現(xiàn)1+1大于2的趨勢(shì)！”

　　盡管5G將從4G發(fā)展而來，在LTE蜂巢式技術(shù)上強(qiáng)調(diào)更大的資料量與頻寬，但5G更關(guān)系到物聯(lián)網(wǎng)。NI技術(shù)經(jīng)理潘建安進(jìn)一步解釋，“5G除了追求更高速率，另一方面也著眼于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中要求更長電池續(xù)航力、更省電且低功耗傳輸?shù)腗2M與裝置對(duì)裝置（D2D）通訊，而在這方面沿用的就是 802.11的架構(gòu)。”

　　市場或各家業(yè)者紛紛預(yù)測(cè)5G殺手級(jí)應(yīng)用的同時(shí)，Hellberg 則有不同看法。他認(rèn)為，“5G技術(shù)三大服務(wù)類別包括：增進(jìn)行動(dòng)寬頻規(guī)模至超寬頻、能夠連接低功率/復(fù)雜度物件等大量物件、超穩(wěn)定任務(wù)臨界管理等新服務(wù)，然而5G標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程才剛起步，若要判斷哪個(gè)應(yīng)用市場會(huì)率先引進(jìn)上言之過早，但增強(qiáng)型5G行動(dòng)寬頻服務(wù)預(yù)估將成為首批5G技術(shù)試驗(yàn)及商用項(xiàng)目，以做為最根本的服務(wù)。”