韓國砸 450 億台幣讓 5G 在 2017 年啟用,台灣政府說還要等 10 年

《TO》編按:

近日「5G」相關新聞在台灣掀起熱議,但並非因為台灣要邁入 5G 時代(畢竟我們的 4G 執照才於 2013 年 10 月底完成競標,服務都還沒開始),而是行政院政務委員張善政 22 日在「5G 發展產業策略會議(SRB)」上 肯定 5G 行動上網 ,稱其是「扮演台灣資通訊產業轉型的重要推手」,而推估政府會在  未來 5 ~ 10 年  投入約 100~200 億元的經費至 5G 行動上網,不過 5G 能上路提供服務的時程,至少還要 10 年

不約而同的,4G 發展領先全球、4G LTE 用戶超過行動上網用戶半數的 韓國,也在 22 日發表 5G 相關政策 。韓國將斥資一點 6 兆韓元(約新台幣 450 億元)建立 5G 網路,預估將於將於 2017 年推出實驗性質的 5G 服務,2020 年 正式推出商用服務。

算一算,韓國預估的 5G 商用時程會比台灣快至少 4 年。台灣政府一方面肯定 5G 是「扮演台灣資通訊產業轉型的重要推手」,一方面又把這個推手推得遠遠的、甘願自己落後韓國 4 年,令人費解。台灣資通訊產業的轉型,或許只能靠你、我的主動瞭解與推動了。

請拿起你的智慧手機,上方那排小圖示應該會有一個「3G」的字樣,這代表什麼呢?那有 1G、2G 嗎?是不是還有 4G、5G 呢?

上述的「?G」和行動上網息息相關,現在來認識一下這些名詞吧!

  • 行動通訊技術(mobile communications technology)進化史

第一代行動通訊技術(1G):1980 年代啟用,類比式行動電話系統,僅提供語音服務。

第二代行動通訊技術(2G):1990 年代起步,數位式行動電話系統,含通話、簡訊、低速傳輸。

第三代行動通訊技術(3G):2000 年代誕生,多媒體通訊,高速語音、資料傳輸,目前占大宗。

第四代行動通訊技術(4G):2006 年萌芽,利用正交頻分多址(OFDMA)創造無限高速傳輸,運用軟體無線電(SDR)打造通用平台,採用智慧天線(SA)增加訊息質與量,搭配 多輸入多輸出 天線(MIMO, multiple input-multiple output)提高無線服務範圍。高速移動時,最高傳輸能達 100MB,低速移動或靜止狀態能達 1Gbps 的 傳輸速率 。已能漫遊國際、高速傳輸。

第五代行動通訊技術(5G):中國華為、南韓三星正加足馬力研發,據估計,5G 的網路效能將較 4G 提升 100 至 1000 倍

從行動通訊進化史可知,新代技術醞釀期縮短,連線速度卻大躍進。現在 4G 還在台灣建設中,5G 的研發與應用已迫不及待上路了!

  • 蜂巢系統式微,基地台不再是傳輸中心

美國電信研發公司貝爾實驗室(Alcatel-Lucent’s Bell Labs)指出, 每代通訊技術都帶來新的革命2G 是語音、3G 是數據、4G 是視頻、5G 是智慧網路 ,能同時連接幾十億個裝置,還保有穩定與效能。

世界各地的通訊專家無不關注通訊技術革命,包含貝爾實驗室的 Federico Boccardi 及其同行,以下將會呈現這群專家的專業知識與預測。他們特別指出,有 6 種關鍵的新興科技將催生 5G 通訊技術的發展。

關鍵技術 1:多頻段傳輸

現今,通訊技術使用 蜂巢式行動通訊系統 ,1G 到 4G 皆是如此,由各個彼此相連的六角形蜂巢(cell)組成, 中央接到基地台(base station)。手機透過 uplink 將資料上傳至基地台,基地台利用 downlink 把資料傳向用戶端。

不過,5G 通訊技術可望打破蜂巢架構,直接讓各裝置互通訊息。

5G 網絡利用不同頻段(frequency band),以各種速率傳送資料,而且有多樣傳播方式。如此一來,彈性大增,例如,用戶可設定高速 uplink,同時為 downlink 選擇另一個低頻段。用戶可視自行需求隨時調整傳輸速度。

關鍵技術 2:裝置中心架構

除了 5G 技術發展會帶動裝置中心的趨勢,部分新興裝置也偏好直接進行裝置間的對話,而非透過基地台傳輸,像是感應器可以直接傳送數據給伺服器。因此,傳送資訊、數據的時機和方式將由裝置自行決定,不需由基地台當傳聲筒。

Boccardi 團隊的構想是將「蜂巢體系」轉為「裝置中心」,裝置間能透過多組異質節點(heterogeneous node),來交換多條訊息流。

關鍵技術 3:微米波通訊

長波長的 微波通訊(microwave transmission,波長 1mm-1m)也該有後繼者了,改採短波長的 微米波通訊(millimetre wave transmission,波長 1mm-1cm)。Boccardi 的團隊表示,微波通訊事倍功半,而且頻段大約只達 600MHz,即使繼承類比電視的數位電視也只將頻段向下推至 80MHz,成本還大幅提高。因此,短波長高頻率的微米波通訊便特別吸引人,頻率服務範圍很廣,從 3MHz 到 300MHz 全都包。

不過,微米波通訊也有缺點,如果遇到建築物、天氣問題、人為干擾,訊號傳輸路徑都會受阻。但山不轉路轉,先進傳輸技術能克服這類傳送障礙,例如,設置 定向天線(directional antenna),如遇障礙物會即時轉向,增強抗干擾的能力。

關鍵技術 4:多輸入多輸出

多輸入多輸出技術(MIMO)發展迅速,基地台同時裝設多條天線,同時傳輸各種信號,不只基地台能進化,一般裝置也能做到多天線多傳輸,大幅提升網路頻段的使用效率。

不過,這意味我們需要架設更大更多的天線,都市高樓的建築表面會滿佈接收訊號的天線,年輕都市裡建築高大眾多,天線有許多裝設空間,但老舊城市可能就沒有足夠的空間設置這些大型設備。

關鍵技術 5:超智慧裝置

智慧行動裝置推陳出新,一代比一代聰明,智慧裝置能自行選擇最有效率的傳輸方式,事實上,對智慧手機而言,這應該算小菜一碟。 今年初,Google 以 32 億美元(近 966 億台幣)收購智慧恆溫器與煙霧警報器製造商 Nest Labs,進一步用 Android 系統為恆溫器和煙霧警報器搭上溝通橋樑,兩項裝置會直接「討論」過熱是否會構成危險,一同「決定」是否發出煙霧警報。

關鍵技術 6:裝置自行對話

Boccardi 的團隊認為,未來每個裝置甚至不需依賴現有的通訊網絡,裝置間不用拐彎抹腳,自己就能當收發點,這才是未來網路的核心技術。例如,感應探測網絡本身可能會同時連接 1 萬個裝置,同步處理溫度數據。

  • 5G 世代勢不可擋,未來網路競技新舞台

上述技術都有一定難度,卻也十分具有發展潛力,這些絕對不會只是曇花一現的科技突破,新的研究方向會領導技術的基礎革新,徹底塑造速度更快、訊息量更大的 5G 網路世代。

5G 世代即將來臨,雖然今年 台灣 3G 上網速度跑贏南韓 ,但三星早在去年便宣布 5G 通訊技術大突破,預計 2020 年投入商轉, 下載高清電影只要 1 秒鐘中國的產官學界也積極投資 5G 研發 ,想要在網路時代的競技場上保有競爭力,台灣是時候急起直追了!

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(資料來源:MIT Technologu Review;圖片來源:sarah.bee,CC Licensed.)

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