智慧通訊 - 5G 技術發展超乎預期



2018年10月26日

「行動性」是推動第五代行動網路 (5G 技術) 發展的眾多要素之一。5G 嶄新的技術特性顛覆過往傳統，因此成功帶動了創新應用和商業模式的崛起。儘管 5G 在許多層面上是由現有行動網路演化而來，卻無疑掀起一波革命浪潮。


■ 作者 Gerhard Kafka

5G目前已走出實驗室環境，世界各地相繼投入現場測試階段。由於標準規範尚未制定完全，大多數測試仍以預標準技術為基礎。最終標準預計在 2020 年才會敲定。另一項阻礙發展進度的因素則是缺少專用頻率範圍，包括全新的頻段。全球一致適用的頻率分配標準可望在 2019 年世界無線電會議 (WRC-19) 上定案。5G預計採用的80GHz 新頻率大部分屬於較高頻段，因此可以提供更高的傳輸速率。最初的一項試驗稱為「5G 柏林計劃」(5G Berlin initiative)，是由弗勞恩霍夫研究機構 (Fraunhofer Institutes) 底下的兩間研究所在 2014 年初時所發起，其分別是通訊技術研究所 (HHI) 和開放通訊系統研究所 (FOKUS)。自此之後，5G 柏林計劃的核心和存取基礎架構便不斷升級，現座落在柏林市中心的夏洛特堡 (Charlottenburg)。與其他計劃相比，這項計劃不僅打造出滿足科學與實驗用途的測試平台，亦因柏林特有的都市基礎架構設計而開創獨特賣點。這個測試平台成功帶來以下各種可能性：




天眼行動 (Eye in the sky)：SKYSHIP 平台能夠遠端操控無人機和機器人，在災難發生後搜救倖存者。


• 涵蓋都市、郊區和鄉村等各種測試場景
• 允許不同使用者群從商務、客戶和科學角度進行評估全球政商界的訪客與重要活動皆可提高影響力及知名度
• 透過區域經濟發展政策和旅遊業創造乘數效果


經過兩年成效非凡的會議後，第三屆 #Berlin5GWeek 大會在 2018 年 11 月再度拉開帷幕，以更多 5G 應用案例為題進行討論。
一般而言，5G 應用案例可按照下列四大方面來區分：



擴大覆蓋範圍：從文德爾施泰因山 (Wendelstein) 發射站同時傳播電視訊號與測試無線電波，
進一步測試大型和小型基地台的 5G 傳輸速度。(圖片來源：Gerhard Wenzel)


• 增強型行動寬頻 (eMBB)：
  旨在滿足多媒體內容等以人為出發點的使用案例需求，其資料傳輸速率高達 20 Gbps，且延遲時間不超過 4 毫秒。5G Today 研究
  項目為測試這項技術，目前已在上巴伐利亞搭建了一個5G無線電波試驗場。在德國廣播技術研究所 (IRT) 的帶領下，項目合作夥伴
  凱仕林公司(Kathrein Werke Kg)、羅德史瓦茲公司(Rohde & Schwarz GmbH & Co Kg)、巴伐利亞廣播公司(Bayerischer Rundfunk)
  與西班牙電信德國分公司 (Telefonica Germany GmbH & Co OHG) 開始調查進階發展的多媒體廣播多點傳送服務 (FeMBMS) 廣播
  模式下的大規模電視頻道傳輸速度。一旦大型傳輸基地台與小型傳輸基地台共同運作，就能覆蓋相當廣泛的範圍。為此，該項目研
  究人員會從文德爾施泰因山發射站同步傳播電視訊號與 56 頻道的測試無線電波，並在 2018年底從慕尼黑的其他巴伐利亞廣播公司
  (BR) 發射站進行廣播。

• 大規模機器型通訊 (mMTC)：
  適合溫度感測器等物聯網 (IoT) 使用案例，這類應用需要連接大量裝置，而這些裝置通常用來傳輸少量的非延遲敏感型資料。
  這項技術要求裝置的電池壽命長達十年。

• 超可靠低延遲通訊 (URLLC)：
  這類使用案例 (如自動駕駛車輛) 對傳輸量、延遲和可用性的要求相當嚴格；使用者平面延遲時間需低於 0.5 毫秒。

• 無線存取 (WA)：
  預計達 20 Gbps 的高資料傳輸速率使業者得以將 5G 定位成可替代銅纜、電纜與光纖的存取技術。
  2018 年 7 月時，韓國電信公司(KT) 推出SKYSHIP平台服務。SKYSHIP平台會透過專用飛機和行動通訊中心來遠端操控無人機
  與機器人，以便在災難發生後搜救倖存者。地面上的搜救人員還可配戴擴增實境 (AR) 眼鏡，直接聯絡附近醫院的醫生，協助提供
  緊急治療。



5G 技術：蘊藏無限可能

5G 能為每個產業開拓新商機，其高達 20 Gbps 的網路速度與不超過 1 毫秒的超低延遲時間完美結合，因而成為大量創新寬頻應用背後的重要推手。眾多產業都能藉由 5G 平台進一步蓬勃發展，其中包括 IoT、自駕車、廣播、智慧城市、娛樂、醫療與製造等應用。5G 可連結未來工廠裡的設備，有助於打造靈活的自動化生產系統。該技術支援節能基礎架構，可有效減少資源消耗。另外，其亦可利用沉浸式擴增與虛擬實境技術來改變業務流程。

目前，我們可以預見 5G 能為各種產業帶來實現這類創新轉型的機遇。



Intel 公司通訊政策部全球執行總監 Jayne Stancavage

隨著 5G 技術問世，越來越多安全應用與業務關鍵應用會經由無線網路運作。為支援這些應用，新興網路在服務品質、容量、傳輸量和延遲方面應持續穩定且可預測，以實現遠超現今網路能力的效果。



推動新標準

5G 時代來臨，自駕交通工具在路上、鐵路上和空中穿梭的場景不再是夢想。其中一項旗艦計劃便是在慕尼黑和紐倫堡間的 A9 高速公路上建置一個試驗場。連網車輛需具備強大的通訊能力，因此針對 5G 所擬定的新標準將奠定連網車輛標準的基礎。國際電信聯盟 (ITU) 正致力推動此發展。2018 年 7 月 4 日，奧迪 (Audi)、杜卡迪 (Ducati)、愛立信 (Ericsson)、高通 (Qualcomm)、SWARCO 交通系統公司和凱撒勞頓工業大學 (Technical University of Kaiserslautern) 攜手展示歐洲第一個蜂巢式車聯網通訊 (C-V2X) 技術應用，該技術能讓摩托車、其他車輛與路邊基礎架構彼此直接通訊。去年，這些公司共同成立了「連接未來萬物的連網汽車」(ConVeX) 聯盟。


遙望前景：歐盟對 5G 技術在數位醫療、娛樂和智慧車輛等領域的發展寄予厚望。

現場展示的 Audi Q7、Audi A4 道路車輛，以及 Ducati Multistrada 1200 Enduro 摩托車均搭載了 C-V2X 技術。除了示範摩托車與汽車共用相同路面空間時可能出現的常見情況外，現場亦展示了利用 C-V2X 技術改善交通安全的方法。一項名為 ConVeX 的計劃目前正在開發相關 C-V2X 技術，可望在 2019 年投入商業用途。C-V2X 具備的安全優勢能幫助保障人身安全。C-V2X 技術受到全球汽車及電信生態系統領域的廣泛支援，包括快速成長的 5G 汽車聯盟 (5GAA) 在內，該聯盟是由奧迪、愛立信和高通共同創立。



5G 現身奧運

在 2018 年 2 月舉辦的平昌冬季奧運期間，韓國領先全球推出迄今為止規模最大的 5G 網路。韓國電信公司 (KT) 與技術合作夥伴英特爾 (負責提供 5G 平台) 和三星 (負責提供裝置) 研發出特別的「平昌 5G 技術規格」，並帶來一系列身歷其境的 5G 現場體驗，例如：

• 在奧運溜冰場周圍安裝 100 台攝影機，從各個角度拍攝場上選手即時賽況，然後傳送至附近的邊緣伺服器。
  另一個稱為「連網看台」(Connected Pavilion) 的輔助時間分割技術展示，則讓參賽者得以享受江陵冰上運動場的虛擬實境秀。

• 最受 10 萬多名 5G 連網訪客歡迎的項目是「Teleport」，這個 3D 影像能讓觀眾有如置身滑雪賽道上，體驗縱身一躍到未來世界
  的感受。

• 越野滑雪賽場則在各個角落安裝多台 5G 連網攝影機。透過 GPS 感測器，全景視角和多角度轉播技術使觀眾能掌握賽道上某位
  選手的情況。

2020 年東京奧運時，觀眾不僅能親眼看見 5G 連網車輛和智慧型手機的革新趨勢，還能看見自動配送無人機與智慧城市等相關應用。東京奧運會場預計進一步展示新一代智慧城市應用，而 5G 正是將這些創新功能化為實際的基礎技術。



連網行動性：慕尼黑和紐倫堡間的 A9 高速公路是德國自動駕駛旗艦計劃的試驗場。



率先發表第一套服務方案

芬蘭網路業者 Elisa 在 5G 網路方面居於領先地位。該 5G 領導先驅與華為 (Huawei) 合作，成功建構世上第一個符合 5G 網路標準的網路架構。2018 年 2 月，雙方在赫爾辛基帕西拉首次對 3.5 GHz 頻段下的 5G 網路展開測試，整個過程是在一輛行駛中的汽車內進行，期間同時配備兩部 5G 終端裝置。在這個測試中，汽車需要從位於帕西拉東部的 Elisa 總部行駛到鐵軌另一頭的帕西拉西部。根據測試記錄，該網路和華為未上市終端裝置間的資料傳輸速度可達 1 Gbps。2018 年 6 月，Elisa 成為全球第一個正式開通商用 5G 網路的業者，並開始推出 5G 資費方案。第一個使用 5G 網路的使用者是芬蘭運輸和通訊部長 Anne Berner，她利用該網路打了一通視訊電話給愛沙尼亞經濟事務和基礎架構部長 Kadri Simson。



車側盲點輔助系統：自動化車輛可提高安全性並提供舒適的駕駛體驗，且行車也能更有效率。


5G 是推動數位化的重要助力，其將可滿足各種工業、商業和政府部門特定使用者群對未來無線通訊技術的需求。使用 5G 進行快速且可靠的機器對機器 (M2M) 通訊能協助開發全新的應用，以期符合工業機器人、自動化系統與遠端醫療保健等領域的要求。

考量 5G 和其他未來行動技術的潛在影響尤為重要，如此才能為智慧運輸系統提供所需的高品質服務。芬蘭通訊傳播管理局已經核發 30 多張許可證給相關 5G 網路測試計劃，其中執行計劃的單位不乏來自全球主要電信廠商的代表，以及中小型企業、網路業者、公務機關、大學與研究機構。諾基亞 (Nokia) 便是這個測試環境中最活躍的廠商之一。








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