5G技術(shù)發(fā)展的四大方向
目前盡管5G議題已經(jīng)沸沸揚揚,然而5G聯(lián)盟認為,5G接下來的技術(shù)發(fā)展,將會較明確地收斂于四大方向。這四大方向包括:
1. Massive MIMO(大規(guī)模MIMO)
2. 毫米波(mmWave)
3. 新的調(diào)變技術(shù)(new modulation)
4. C-RAN(Cloud-RAN)
國家儀器技術(shù)行銷經(jīng)理潘建安指出,C-RAN指的就是云端基地臺與異質(zhì)網(wǎng)路的整合,這在5G技術(shù)發(fā)展上,會是比較屬于后面的階段。而目前,可以看到Massive MIMO是發(fā)展最快速的,因為Massive MIMO主要是著重于基地臺端的技術(shù),只要透過加大基地臺的天線設(shè)備,就可以延續(xù)現(xiàn)階段LTE的功能,例如波束技術(shù)(BeamForming)等,都可以這樣來實現(xiàn)。
至于毫米波的啟用,則是因為6GHz以下的頻段太過于擁擠,使得業(yè)者需要往上發(fā)展,透過新的頻段,來提供更大頻寬,以進行更大數(shù)據(jù)的傳輸,毫米波也成為5G的市場兵家必爭之地。
在毫米波之后,新的調(diào)變技術(shù)將會重新定義物理層的架構(gòu),再透過物理層之上的C-RAN規(guī)范,共同協(xié)調(diào)以使整個網(wǎng)路可以達到最佳化。也因此,C-RAN的發(fā)展腳步,會是在新的物理層調(diào)變技術(shù)定下來之后,才會有比較明確的方向。
就現(xiàn)階段觀察,C-RAN已經(jīng)有單位開始著手進行研究,但比較偏在模擬的形式,或者是建構(gòu)于現(xiàn)階段LTE的網(wǎng)路架構(gòu)下??傆^來說,C-RAN的研究要真的應(yīng)用于5G通訊上,看起來還需要再多一點時間的醞釀。
5G頻段的制訂
放眼目前毫米波有這么多不同頻段,但到底哪個頻段最適合用于5G的傳輸呢?盡管60GHz看似是個不錯的頻段,但卻遲遲都沒有進一步的標(biāo)準確定。
觀察目前臺、日、韓等國,現(xiàn)階段都以28GHz、38GHz等為主力頻段。潘建安指出,其中一個最主要的原因,就在于60GHz經(jīng)過Channel Sounding的結(jié)果,證實是雨衰最嚴重的一個頻段,在60GHz頻段下,最怕下雨與水氣,將會導(dǎo)致訊號快速衰變。
而毫米波的頻段,其實還關(guān)乎到該國家或城市,原本就既定在使用中的軍用頻道或衛(wèi)星電視訊號等。例如歐美國家,頻繁使用的衛(wèi)星電視訊號,就是使用在28、38GHz等這些頻段。
亞洲地區(qū)則因為較少使用衛(wèi)星電視,也使得28、38GHz現(xiàn)階段普遍應(yīng)用于5G的發(fā)展上。至于70GHz以上的頻段,則因為多半都已經(jīng)使用于軍事用途,因此反而較少跨足到這個領(lǐng)域來。
5G的發(fā)展階段,第一目標(biāo)是訂在2020年,相關(guān)單位希望能在2020年的東京奧運,就能有實驗網(wǎng)路開始實際測試。在東京奧運的會場上,就可以實際在這么多使用者的狀況下,來進行5G高速網(wǎng)路的實測。
全新的服務(wù)型態(tài)
Alifecom(華壹生活科技)總經(jīng)理陳達慶表示,發(fā)展5G通訊的主要目的,不外乎就是讓無線傳輸?shù)乃俣雀臁⒉⒆屜到y(tǒng)的穩(wěn)定度更高。目標(biāo)是達到千倍的系統(tǒng)容量、百倍的傳輸速率、大量的聯(lián)網(wǎng)裝置,并且還要能夠兼顧節(jié)能低功耗,以及更低的系統(tǒng)成本。
發(fā)展5G通訊,跟過去最大的不同之處在哪里呢?事實上,從3G到4G,最大的改變就在于速度變快、頻寬更大,也引領(lǐng)著智慧手機的問世。然而5G所要做的,除了延續(xù)更高頻寬,與更快的速度之外,還將專注于更高的系統(tǒng)整合度。
發(fā)展5G的主要目的,就是讓無線傳輸速度更快、系統(tǒng)穩(wěn)定度更高。還要能夠兼顧節(jié)能低功耗,以及更低的成本。
回顧過去從3G走到4G的這條路,由于標(biāo)準的不確定,使得臺灣還壓錯了寶,賠了一個WiMAX下去。然而5G要走的路,其實很明顯,就是LTE技術(shù)的延伸。而接下來的重點,就在于如何將更多的服務(wù)類型,透過無線化,整合在同一個標(biāo)準下來進行服務(wù)支援,這就是5G發(fā)展的關(guān)鍵點了。
也因此,若5G發(fā)展重點是著重在服務(wù)層與應(yīng)用層的話,實體層與通訊層的技術(shù)比重反倒不那么吃重了。陳達慶認為,5G會讓相關(guān)廠商不得不去注意另一個層面的問題。如果把無線通訊比喻成一條高速公路,當(dāng)5G技術(shù)讓這條公路變得更寬敞了,會使得更多車子同時涌上這條高速公路。
需要注意的是,這些車子,有些是消防車、有些是救護車,有些是跑車、有些是一般家用轎車,有些是大貨車、有些是客運車。這些車子的特性與需求,都各不相同。例如噸位很大的貨車,不疾不徐慢慢開,不趕時間,只要能準時到達目的地就好。但救護車則需要快速抵達事故現(xiàn)場,別的車必須讓路使其先行。而跑車、轎車等的需求也都不同。
透過高速公路這樣的比喻,回歸到5G通訊上,會發(fā)現(xiàn)不同的應(yīng)用服務(wù),所需要的通訊優(yōu)先順序也各不相同。有些需要越來越快速的通訊服務(wù)、有些則是低價慢速的服務(wù)就已經(jīng)足夠、有些則需要很省電,有些則需求很高的可靠度與穩(wěn)定度。
正因為不同種類的服務(wù),對于網(wǎng)路的需求也截然不同。這些不同的服務(wù)類型,將如何整合在一個小小的5G手機上呢?這是面對5G,最需要思考的一個問題。
因此,5G通訊不能只是提供一個更快速的網(wǎng)路服務(wù)而已,而是要提供一個不只更全面性,涵蓋所有服務(wù)類型,還必須要運行得很流暢才行。化零為整,全面整合,這才是5G發(fā)展的重點。也因為涵蓋的層面過于復(fù)雜,5G發(fā)展的時程,會比我們想像的更往后拖延。
從終端需求思考
Alifecom軟體工程副總許亨仰則認為,以前在2G與3G的時代,主導(dǎo)標(biāo)準的,都是晶片商,不然就是網(wǎng)路設(shè)備商。沒有什么聲音是來自電信營運商。但隨著行動服務(wù)產(chǎn)業(yè)的興起,電信營運商扮演越來越重要的角色。他們扮演的角色,有點類似大型的終端使用者。
從他們營運商的角度來看,由于要提供更多的服務(wù),因此對于通訊,也產(chǎn)生很多不同的思考,以及全新的需求。面對5G的崛起,他們更是深覺不能缺席。因此,這些營運商也逐漸形成一個聯(lián)盟,并希望可以影響到標(biāo)準的制訂。
未來5G通訊,會著重在更多服務(wù)與系統(tǒng)的整合,因此,必須從終端使用者的角度來思考,才能符合真正的市場需求。