物聯(lián)網(wǎng)催生5G技術(shù)萌芽1加1將遠大于2
也許可能會感到奇怪,怎么4G技術(shù)才開臺短短幾年的時間,國外相關(guān)業(yè)者以及臺灣都已開始積極布局下一代行動通訊——5G的技術(shù)與市場?也許也感覺臺灣4G網(wǎng)路品質(zhì)似乎沒有電信營運商說的那么“神”,臺灣產(chǎn)官學界已經(jīng)攜手舉行了幾次“誓師大會”,務(wù)必扶植臺灣相關(guān)業(yè)者能在5G技術(shù)市場搶得先機。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、普及,大約10年為一個周期,但相較之下,4G通訊技術(shù)也就是長程演進計畫(LTE)的發(fā)展可謂相當快速。根據(jù)全球行動供應(yīng)商協(xié)會(GSA)統(tǒng)計,截至2014年底,全球LTE用數(shù)已達4.97億戶;至2015年中,已達 7.55億戶。用戶數(shù)的成長數(shù)量每年都以億計,也為相關(guān)廠商如晶片、設(shè)備、電信或量測儀器業(yè)者注入一劑強心針。
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,全球行動營運商均積極升級LTE-Advanced(LTE-A)載波聚合(Carrier AggregaTIon;CA)技術(shù),又稱為4G+。GSA報告指出,截至2015年7月為止共有88個商業(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)的重點城市推出“天翼4G+”第6類(CAT-6)服務(wù);中國移動(China Mobile)宣布將于多個地點建置CAT-6甚至CAT-9網(wǎng)路。不僅如此,4G+演進的下一步計畫將落實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)說明臺灣4G的蓬勃發(fā)展。他表示,“從開臺至今,今年臺灣的4G用戶已達866萬,甚至是全球4G用戶增長排名第一的地區(qū),”更遑論臺灣曾經(jīng)在4G的發(fā)展走了岔路——發(fā)展WiMAX——能有這樣的成績,相當難能可貴。
未來LTE-A的演進趨勢強勁,也將拓展新用途,如裝置對裝置功能,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)點擴及未授權(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)雜度機器通訊(eMTC)及針對新控制服務(wù)的超低延遲等,在在都將進一步擴大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)實現(xiàn)高頻網(wǎng)路運行的5G無線網(wǎng)路技術(shù),并計畫在2020年的東京奧運會上向全世界展示;而韓國電信(KT) 腳步更快,將和成功驗證5G多層次異質(zhì)網(wǎng)路載波聚合技術(shù)的愛立信(Ericsson),在2018年平昌冬季奧運上成為全球第一個推出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。由此可見,4G市場的火焰正熾之時,相關(guān)業(yè)者已開始5G技術(shù)的研發(fā),以期可順利進軍下一代傳輸速率更高、效能更好的行動通訊技術(shù)。
面對3G與4G成本尚未全面回收的同時,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,反而時機正好。Marvell行動產(chǎn)品總監(jiān)張路認為,4G發(fā)展相當?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)勢會越發(fā)顯著,而5G在技術(shù)與應(yīng)用上需要長遠的演進,預(yù)期2020年之后5G技術(shù)將開始進入商用階段,因此現(xiàn)在著手進行研發(fā)、克服5G技術(shù)挑戰(zhàn),并不會太早。
李思柏也表示,從1G到現(xiàn)在的4G,每一個G的技術(shù)發(fā)展大約需歷經(jīng)10年時間,因此現(xiàn)在發(fā)展5G,到3GPP發(fā)布標準,時間上其實沒有較其他技術(shù)初期發(fā)展時來得快,而5G技術(shù)的要求須讓現(xiàn)有行動通訊技術(shù)再大幅精進,因此現(xiàn)在正是對的時間發(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)者即便在標準未定的狀態(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,這些皆是以LTE-A以及4G+帶動的轉(zhuǎn)變?yōu)榛A(chǔ),而未來LTE-A也將繼續(xù)演進。不僅如此,5G不只是提高峰值速率,更將滿足未來10年不斷擴大的連網(wǎng)需求,同時無縫運用4G與無線區(qū)域網(wǎng)路(Wi-Fi)領(lǐng)域的投入成果。
未來,5G將促進行動寬頻的演進,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強調(diào),5G將提供無邊際的連網(wǎng)體驗,裝置不再只是終點,而是提供全新的連接和互動方式,并帶來一致的體驗,例如無所不在的高速數(shù)據(jù)傳輸和基地臺邊際的限制。而統(tǒng)一的5G平臺將建于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)與各種營運模式。
5G與通訊、儲存、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,以及對影像或視訊即時回傳需求大的應(yīng)用,如救災(zāi)工作,將更有5G發(fā)揮的空間。反而智慧型手機應(yīng)用不再是主要推動力,這是由于相較之下,智慧型手機應(yīng)用還是相當有限,一般的使用者可能不需要那么高的頻寬。張路則認為,使用者或新應(yīng)用對于頻寬的需求,物聯(lián)網(wǎng)及涵蓋其中的智慧家庭(Smart Home)、車對車(V2V)、智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施、遠近程醫(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。李思柏分析,在可預(yù)見的未來物聯(lián)網(wǎng)時代中,機器與人的溝通將擴展至大量的機器對機器(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,或許每個人都認為5G是指4G后的第五代行動通訊技術(shù),但5G并不僅止于此。德國德勒斯登工業(yè)大學(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)理湯敏也認同這一看法。她表示5G能夠讓物聯(lián)網(wǎng)的概念落實,而物聯(lián)網(wǎng)則有利促進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之賜正進一步讓工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)應(yīng)用場景落地實現(xiàn),這2種技術(shù)即將展現(xiàn)1+1大于2的趨勢!”
盡管5G將從4G發(fā)展而來,在LTE蜂巢式技術(shù)上強調(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5G殺手級應(yīng)用的同時,Hellberg 則有不同看法。他認為,“5G技術(shù)三大服務(wù)類別包括:增進行動寬頻規(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標準化進程才剛起步,若要判斷哪個應(yīng)用市場會率先引進上言之過早,但增強型5G行動寬頻服務(wù)預(yù)估將成為首批5G技術(shù)試驗及商用項目,以做為最根本的服務(wù)。”