5G新紀元不遠標準、規格怎麼看？ - 電子時報

5G規格包含3個主要部分增強行動寬頻(Enhanced Mobile Broadband；eMBB)、超可靠低時延通訊(Ultra Reliable Low Latency Communications；URLLC)、大量 ... 智慧應用 影音 DIGITIMES 首頁 未來車產業鏈 蘋果供應鏈 產業九宮格 每日椽真 AIoT 5G 伺服器 CarTech 智慧製造 智慧城市 展會 影音 新創專區 科技網 首頁未來車產業鏈蘋果供應鏈科技椽送門每日椽真產業區域議題觀點科技商情IT應用推薦解決方案 Research StrategyNextAsiaInsight亞洲科技戰情智慧醫療智慧製造智慧家庭物聯網寬頻與無線5GFocusCloudAIFocus電腦運算伺服器行動裝置與應用智慧穿戴CarTechIC製造IC設計顯示科技與應用全球產業數據 智慧應用 首頁報導專題新創專區解決方案 電子報訂閱 椽經閣 首頁Colley&Friends名家專欄作者群關於專欄 電子報訂閱 活動+ 首頁所有活動DForum研討會 TECH EV ASIA INNOVATIONS RESEARCH OPINIONS BIZFOCUS DBook 5G新紀元不遠　標準、規格怎麼看？ 林育中 2019-02-14  5G的部署不會如規格書所描述預想的一步到位，部署的程序以及先期的應用會因地域不同而有所差異。

李建樑攝 5G的第一階段標凖Release15於2018年6月含SA(standalone)的方案己完整公布，第二階段的標凖Release16則將於2020年底公布，5G距完整布建的時間不遠了。

5G規格包含3個主要部分增強行動寬頻(EnhancedMobileBroadband；eMBB)、超可靠低時延通訊(UltraReliableLowLatencyCommunications；URLLC)、大量機器型態通訊(MassiveMachineTypeCommunications；MMTC)，每一個範疇的規格摹劃了各自和整合的新應用場景。

5G使用的頻率有2個區間——600MHz~6GHz之間的微波頻段，以及24~86GHz的毫米波頻段。

前者波長為幾公分，是前幾個世代使用的頻率區間，5G使用這頻段易於從4G到5G的銜接，但資料流量改善幅度有限。

後者波長是幾毫米，只有極少數的頻段已供軍事使用，因此有足夠的新頻段空間供資料傳輸規畫，因此5G的頻寛也由原4G的20MHz躍升為400MHz。

再佐以MIMO(Multiple-InputMultiple-Output)、NOMA(Non-OrthogonalMultipleAccess)等多工、平行處理等技術，使得資料傳輸速率大為提升。

5G的資料傳輸速率標凖訂為20Gbps、使用者感受為1Gbps，這不僅遠勝於4G的速率，也較目前光纖網際網路為快。

因此5G可以成為私人網路、公司網路、軍事網路等的基礎傳輸架構。

毫米波卻有一個偌大的缺點，毫米波的頻率落於空氣的吸收頻譜(absorptionspectrum)之中，在空氣中傳輸容易被吸收；又因其波長短，遇到障礙物時較難繞射，因此在基地台的布建數目比4G至少要髙3~4倍才能完整的涵蓋。

儘管布建基地台的基礎建設成本大幅增加。

但是數量級的資料傳輸速率提升也將改變整個計算分配架構，即雲端運算和終端計算同時成為常見做法，行動網路與過去PC網路將有更髙程度的融合，這是eMBB高速資料傳輸速率所帶來的巨大變革。

eMBB初期最可能的應用之一是影音傳輸，由於影音傳輸大多是下行，頻帶的使用上行、下行極不對稱，這使得資料上行、下行使用同一頻段，但用不同時段的「時分複工」(TimeDivisionDuplex；TDD)技術，較上行和下行各使用不同頻段的「頻分複工」(FrequencyDivisionDuplex；FDD)在這樣的使用情節下更有效率，因此TDD成為5G世代的主要選擇。

中國大陸從3G、4G起就開始使用與時分技術相關的TDS-CDMA、TD-LTE標凖，累積了長期、大量的實踐經驗，因此在5G的標凖製訂上享有較髙的話語權。

在5G的50項標凖中，由中國大陸提出的標凖有21項，而美國只有9項。

這個發展態勢是中美競爭磨擦的主要原因之一。

URLLC除了超高的資料可靠度外，另外大幅降低入網的時延(latency)。

在4G世代時延約為30~70ms，在5G世代時延降低為1ms，這個時間尺度要與人的反應速度放在一起看才顯得出意義。

一般人收到視覺訊息做反應所需時延約為250ms，優秀的運動選手也許可以降到200ms以下，5G的1ms時延在人的各種互動中基本上是察覺不出來的。

5G的低時延讓經雲端的可靠、快速的傳遞指令，使得工業控制、自駕車的應用變得可能。

MMTC是啟動物聯網(IoT)布置的基礎架構。

5G的規格要求網路每平方公里能承載百萬個各式設備之間的通訊。

這個數字聽起來多的有點不可思議，但事實上可能還略嫌不足。

以台北市人口密度中間偏低的內湖、南港、文山區為例，人口密度介於5,000~10,000人。

物聯網的估計每人擁有的聯網物件在1,500~2,000之間，單只這些個人物件數目就難以同時支撐，遑論加入智慧城市、智慧家庭、智慧交通及自駕車後所需的基礎設施及移動設備感測器數目。

5G部署除了SA尚有NSA(non-standalone)。

NSA是漸近式的切入——以現在的4G為骨幹當成訊息控制，另外在髙密度區配以5G基地台，實現部分5G功能。

優點是初期投入較少，缺點是其功能較受限制，且傳輸速率改善有限。

SA直接全面建設新5G基地台，達成全面全功能部署。

中國大陸的部署方式採取後者，有點將頻寛視為水、電等民生基本物資的社會主義味道。

5G的部署不會如規格書所描述預想的一步到位，部署的程序以及先期的應用會因地域不同而有所差異。

台灣的人口密度極髙，這個特點曾帶來一些商業運作模式的成功運作，譬如便利商店以及24小時購物，髙的人口密度也比較能支持髙密度基地台的設置、運作費用。

工研院對於台灣5G的初期應用認為會集中於影音傳輸與醫療設備聯網，後者主管單位已開始要求，也會在台灣產業強項，即醫療產業上再建立更多優勢。

長期呢？如果所有設備、訊息及移動工具均如規格書所言進入5G聯網，這讓我想起電影《魔鬼終結者》(TheTerminator)中的天網(Skynet)。

不遠了，不是嗎？這也是為什麼中美的技術競爭會從5G開打的原因。

林育中 DIGITIMES顧問 現為DIGITIMES顧問，1988年獲物理學博士學位，任教於中央大學，後轉往科技產業發展。

曾任茂德科技董事及副總、普天茂德科技總經理、康帝科技總經理等職位。

曾於TaiwanSemicon任諮詢委員，主持黃光論壇。

2001~2002獲選為台灣半導體產業協會監事、監事長。

現在於台大物理系訪問研究，主要研究領域為自旋電子學相關物質及機制的基礎研究。

作者其他文章 記憶體大戰略(下)：從2D、3D到就近運算　記憶體的未來在哪？ 汽車半導體產業的發展趨勢與策略(三) 汽車半導體的發展趨勢與策略(二) 新創團隊 愛酷智能科技股份有限公司 愛酷智能科技致力於發展企業在行銷科技（MarTech）的應用，與跨渠道的對話式商務整合、藉由數據搜集及人工智慧，以更具效率的雲端服務資源，結合既有的社群平台，讓企業可用全新的模式與系統打造智慧行銷方案。

鉅怡智慧股份有限公司 技術供應商 上善厚生股份有限公司 智慧製造系統與解決方案供應商 尚仁實業股份有限公司 餐飲食材供應商 SniffyLabs 推薦活動 NB產業IC新世代的應用分享 數位韌性智動永續創新【資安論見高峰會】台北場