遠傳電信繼去年九月宣布成立5G實驗室後,去年12月月底在板橋遠東通訊園區展示5G 原型機的下載速度達到驚人的 5 Gbps 以上,較九月成長5倍。全球5G熱潮方興未艾,商用化腳步進入倒數計時,美、中、韓、日、歐..等大國無不將5G建設及應用發展視為國家重要目標,在技術規格上相互較勁。

台灣雖然在全球5G技術規格沒有置酌餘地隨著台灣4G用戶年底已經突破全體用戶62%預估2017年底可望達到81%5G應用其實離台灣並不遙遠。不過,4G發展迄今,世界各國電信業者卡在網路中立性原則(Net netrality),電信業者並未因提供4G服務而讓營收明顯成長只能扮演笨水管(dumb pipe)的角色。5G相關應用服務雖然如火如荼蓄勢待發但目前已知應用領域似乎太過理想化,潛藏很多隱憂。以下針對5G的服務的美麗與哀愁做一整理與解析:

[電信服務] 5G的美麗與哀愁  

 

1. 5G的美麗:

目前5G相關技術尚未標準化,包含美、歐、韓、中、日等大國,都有意搶奪5G主導權,競相合縱連橫下,預計最快2017年(美國Verizon)就可以推出5G服務,2020年則是全球5G正式商轉年。愛立信(Ericsson)最新的行動趨勢報告預期,2020年全球5G用戶將達到5.5億人,北美及亞太市場佔逾3成

雖然各方對未來5G服務應用情境與需求的想像或多或少有所不同,但都一致強調5G網路至少具備四項特點:

一是網速的進化,從Mbps為單位躍升為Gbps,短期必須達到1Gbps,正式商轉後短距離傳輸速率能夠達到10~20Gbps,是目前LTE的100倍以上。近期包括愛立信、AT&T和英特爾(Intel)在5G實驗室的測試中,最高傳輸速度已可達每秒14GB。

二是高容量,為達到萬物可連的物聯網應用,5G必須突破過去蜂巢式基地台的限制,可以容納更多裝置連結使用,可以支持的設備數量是 4G 網絡的 1,000 倍。

三是低延遲,關鍵5G應用如智慧車輛、手術遠端遙控..都必須具備即時網路存取及更頻繁的資訊傳輸,這將縮短內容呈現時間(time-to-content),低延遲將是必要的技術。

四是低功耗,5G萬物互聯不僅包括室內可供電的場合,也得包含下水道、野外無持續物互聯。在這些極端條件下,所需要續航時長求達10年之久,這對5G技術本身以及晶片、電池等元器件都提出了更高低功耗的要求。

5G是什麼呢? 簡單講就是,【10Gbps的最高速度】+【1000x的容量提升】+【1000億+的連接支持】+【1ms以下的延遲】+【10年以上電池續航力】。

[電信服務] 5G的美麗與哀愁  

 

相較過去3G/4G技術演化的重點在於如何提升網速,5G不但要將過去從Mbps的網速單位一口氣拉升到Gbps,更要考量物聯網(可連接終端的容量大幅提升..)、車聯網(低延遲..)的運用。為順利由目前4G網路過渡到5G網路,各種5G前導技術都正在發展中,包含5G Plug-Ins、Lora、NB-IoT、MEC..,5G相關前導技術詳見這裡

[電信服務] 5G的美麗與哀愁 

 

2. 5G的哀愁:

A. 速度雖提升,成本過高與缺乏超高畫質5G手機難以達到大眾化市場需求:

5G最高網速將可較現行4G服務提升更快的網速無庸置疑,然而天下沒有白吃的午餐速度,網速提升的背後卻是需要增加不少成本來換取。為拉升速度,5G服務至少必須採用四根天線(4X4 MIMO技術) 取代現行雙天線(2X2 MIMO)來負責傳輸。天線數量加倍,負責傳輸的幫手加倍了,就可將最大峰值變成為300Mbps。不過,目前只有支援5G服務的Modem誕生,智慧型手機受限於內部空間有限,天線數量不能因要提升傳輸速度而無限制的增加要在現行手機輕薄機構內同時塞進四根天線,在技術上與成本上都有待克服T-Mobile技術長Peter Evans認為,超高畫質5G手機要普及,至少還需要10年的時間無法與5G商業化的進展配合。

換言之如果5G服務只是在傳輸速度的提升,就會如1960年代太空工程師促成了達到音速2倍的協和號客機的問世,但這樣的速度並不具備成本與實用效益,導致最後協和號黯然停飛。

[電信服務] 5G的美麗與哀愁  

圖片來源: 網路

 

尤其5G服務在2020年問世後的主力消費族群應該都是所謂千禧世代「千禧世代」出身在房價高漲、薪資凍漲的經濟低成長的環境下長大,收入少但教育良好、語文能力強且熟悉科技和網路。較上一代的人,買東西精打細算,重視產品CP值。電信業者想藉由拉抬5G網速來提升營收基本上是緣木求魚,若5G服務的C/P值不夠,「千禧世代」恐怕就是【4G爽爽用就好】

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B.採用超高頻率,不適合應用於消費性大眾市場:

相較於過去的2G/3G/4G,5G最大不同之處,就在於引進超高頻頻段技術的應用,以目前全球主要討論的5G高頻頻段來看,包括了15GHz、28GHz、37GHz、39GHz、64GHz到71GHz等。其中,美國、日本與南韓力推的28GHz頻段歐洲力推3.4GHz到3.8GHz的頻譜、愛立信(Ericsson)與AT&T則主推15 GHz頻譜來支援高速服務。不管5G使用哪個頻段超高頻無線電波繞射能力差、衰減大、 易受干擾的特性將會造成室內收訊很差,根本不適合用在消費性大眾網路服務。換言之,政府或是電信業者若規劃5G服務來取代現有3G/4G作為主要的行動通訊使用,將會是如之前發展Wimax一樣,註定死路一條。

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C.物聯網運用,郎有情妾無意:

根據麥肯錫全球機構(McKinsey Global Institute)的最新報告預測,全球物聯網(IoT)市場規模可望在2020年達到2.7兆美元2025年達到11兆美元5G服務最主要的商機也是搶攻物聯網的商機。雖然全球電信業者對於進軍物聯網興致勃勃但全球發展物聯網相關業者對使用5G作為主要的通訊規格卻興趣缺缺。由於電信商以數據流量多寡的收費模式對於物聯網應用而言成本太高,加上電信產業在世界各國都是屬於特許行業,若5G做為物聯網的主要通訊技術規格,就台灣現行法規,有意投入物聯網應用的業者都必須申請為二類電信業,光日後得受NCC管轄就”穩死死”! 尋求具備網路容量、共存性和總體成本的優勢的替代方案變成了有意進軍物聯網業者合縱連橫的共識,其中又以[Sub-1 GHz]與[藍牙5.0]技術最受矚目。

[電信服務] 5G的美麗與哀愁  

 

[Sub-1 GHz ]係指網路工作頻率在 1GHz 以下的工業、科學和醫療 (ISM) 專用波段區間內,其中包括169、315、433、500、868、915 和 920MHz,兼具覆蓋範圍廣、頻譜較不擁擠、低功率與軟體開發彈性等特色,且能因應個別應用的需求進行調整,滿足多種物聯網應用。目前Sub-1 GHz 網路推動乃由物聯網 (IoT) 專用蜂巢式網路主要供應商SIGFOX和低功耗及易用無線連結解決方案產品領導者德州儀器領軍合作生產實惠、遠距及低功耗物聯網連結性,提供成本和功耗比4G/ 3G/蜂巢互連節點更低的窄帶無線通訊技術的服務。

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[藍牙 5.0 ]是由藍牙技術聯盟( Bluetooth SIG)日前所發表的,具備「4 倍距離2 倍速度8 倍藍牙廣播」三大特色,可以提高設備之間的連接質量和『互用性』(interoperability)」,成為家庭數位產品與物聯網設備的選擇之一。由於藍牙技術應用相當普及,有利於應用在入門的物聯網應用。不過,藍牙 5.0並沒有優化音頻信號的壓縮、延遲和能耗,也沒有把網狀網絡技術考慮進去,加上安全性問題,並無法成為物聯網一統江山的殺手級技術。

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3. 5G的未來:

版主認為5G服務因採用超高無線電波頻率加上5G終端裝置初期成本太貴且不成熟,很難在2020年正式商業化時成為取代現行3G/4G行動通訊地位,要馬上獲得消費性大眾市場青睞的機會微乎其微。不過,5G的前導技術作為4G服務的升級倒是相當適合

5G服務商機與未來應該是在物聯網的應用。根據麥肯錫公司的報告,物聯網應用領域在2025年將有11兆美元產值規模並涵蓋9個主要領域包含自動駕駛車與狀態檢修(2,100-7,400億美元)、公共健康與交通運輸(9,300億-1.7兆美元)、物流與導航(5,600-8,500億美元)、健康與健身(約1,700億-1.6兆美元)、工作場所運營最佳化、健康與安全(1,600-9,300億美元)、零售自動結帳(4,100億-1.2兆美元)、工廠操作與設備最佳化(12億-3.7兆美元)、辦公室安全與能源(700-1,500億美元)及家事自動化與家庭安全(2,000-3,500億美元)。在2020年2.7兆美元產值的物聯網應用上,則以醫療保健與製造業所領軍

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由於搶食物聯網商機的技術多元5G技術特性目前在自動駕駛車及交通運輸的應用上佔了上風車聯網應用將是5G服務的踏腳石。至於智慧家庭、智慧城市、醫療保健、製造業…等應用鹿死誰手,則有待物聯網相關技術陸續商業化後才能進一步評估。

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