〈工業技術資訊月刊〉5G狂飆 智慧未來

※來源:工研院
隨著全球電信業者積極投入5G基礎建設,最快預計在2020下半年就能看到相關商用服務。在10倍速的狂飆時代,未來的5G生活將不可限量。(圖:工業技術資訊月刊)
隨著全球電信業者積極投入5G基礎建設,最快預計在2020下半年就能看到相關商用服務。在10倍速的狂飆時代,未來的5G生活將不可限量。(圖:工業技術資訊月刊)

近來科技圈最熱門的關鍵字,非「5G」莫屬,具「大頻寬」、「低延遲」和「廣連結」三大特性,不管在速度、傳輸量和裝置覆蓋率上,都是 4G 時代的 10 倍到百倍。隨著全球電信業者積極投入 5G 基礎建設,最快預計在 2020 下半年就能看到更多國家相關商用服務。在 10 倍速的狂飆時代,未來的 5G 生活將是什麼模樣?

歡迎來到歷史的轉捩點!隨著臺灣第一波 5G 頻譜拍賣,以 1,380 億元結標,正式宣告臺灣在 2020 年邁入 5G 行動通訊時代。5G 中令人驚豔的多種應用落實,不再是遙不可及的未來,而是正在上演的現在進行式。

每一次行動通訊技術的升級,都會帶來革命性的產業更迭。從 1G 的語音、2G 的簡訊,到 3G 的網路服務、4G 的智慧型手機,未來 5G 將出現更多超乎想像的應用與創新商機。「為什麼現在 5G 這麼熱?就是因為大家對 5G 有很大的期待,」工研院資訊與通訊研究所副所長丁邦安說。他口中說的期待,正是「智慧生活」的願景,「5G 跟從前技術最大的不同,便是開啟虛跟實高度整合的大門。」

丁邦安表示,要將實體的物理空間和虛擬的信息空間結合在一起,需先經過 5 個環節,包含感知、傳輸、儲存、分析、操作,「5G 就像是安裝一個發達的神經系統。」未來透過裝設大量感測器、監視器,傳輸信息,接收信息再加上大數據分析和 AI 人工智慧,最終機器也能像人類一樣下判斷、進行動作指令。

要達到高度虛實整合,需要很多技術的積累,除了 5G,還有大數據、物聯網、機器人和人工智慧,「五大技術的合流,將在下個 10 年迸發出更多火花。」

三大應用場景 顛覆未來生活

如今無論是哪個產業,都有機會將因 5G 技術的降臨,產生翻天覆地的變化,堪稱是新一代的典範轉移,丁邦安特別針對 5G 的三大特性描繪出應用場景。首先是「大寬頻」。雖然 4G 比起 3G 網速也快了不少,但在 4G 時代,高達 7 成流量都以視訊娛樂為主,「就信息量加值的面向而言,其實沒有產生新的『增量』。」但未來 5G 的大寬頻特性,則能在傳統存量上實現產業「加值」。比如 4K、8K 等超高畫質影像,能應用在醫師遠端醫療開刀,或是透過影像辨識做預防性維護、監控人流與物流等,也能運用 AR 或 VR 的技術,將拍下的老師傅的手工進行加值,傳承重要工藝。

第二是「廣連結」。5G 革命不再侷限於手機或電腦螢幕,當未來萬物互連時,就能大規模採集數據、進行分析。例如:發展智慧農業,透過地面站、感應器,和衛星定位,架設監測網,時時蒐集作物生長、土壤、肥料或病蟲害資訊,接著就能預測產量、進行用藥規劃,甚至是做期貨、庫存和進出口管理,「最後就演變成『商業智能』(Business Intelligence;BI),意即具有商業方面的智慧;或做精準行銷,根據數據規劃產能、包裝、運輸。」

第三是「低延遲」。1 秒或許聽起來不長,但對許多服務來說,卻是決定生死的關鍵,比如智慧交通或是無人車。5G 的低延遲特性,不僅能遠端遙控車子駕駛,在車輛上安裝行車環境感測裝置避免行車事故發生,;此外感測週遭狀況,也能導引車流、控制紅綠燈,特定事故群播及避障建議等,提升交通安全與效率。

丁邦安點出,想要實現這些未來畫面,還需具備三大核心基礎建設。第一是強大的計算基礎,包含雲計算和邊緣計算的協作;第二是要有大數據的基礎設施,如數據中心與相應的智慧化支援;第三便是四通八達通訊的通訊網路基礎設施,包括現在布建中的 5G 網路。誰能率先整合這些關鍵技術,就能在未來 5G 時代中搶得先機。

工研院全球首創「RAIBA 可動態重組與自我調節之電池陣列系統」
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軟硬整合 打入國際供應鏈

丁邦安進一步將臺灣 5G 的產業鏈分為六大區塊,包含元件/模組、基地台、網路設備、後端運營管理的軟體、系統整合和場域。近來受外界關注的半導體業者如台積電、聯發科等,以及與基地台及交換器相關的中磊、合勤、正文、明泰、啟碁、智邦等,還有伺服器廠如廣達、緯穎、英業達等,都在 5G 供應鏈裡。

除了這些設備商機,丁邦安認為能實踐 5G 網路的「場域」也很重要,因為許多領域知識都掌握在場域主手中。「未來 5G 可能不只有公共網路,在 B2B2C 新商業模式下,也會有企業網路,如遊樂園、購物中心、電玩場所,甚至是醫院、農場等,提供更多消費者體驗的場域。」

面對劃時代的網路革命,各國都在競逐 5G 商機,在全球舞台上,臺灣優勢又在哪裡?丁邦安認為,「臺灣反應能力很快,產業鏈也齊全,在全世界供應鏈裡,原本就有高 CP 值的優勢,我們是國際產業鏈的重要一環,提供硬體的速度也快。」但他也提醒,「臺灣應該要有更多人投入網路設備的軟體供應,與系統解決方案的服務,才能在 5G 大商機裡有更高的供應鏈能見度,並享有高黏著度帶來的好處。」

以基地台為例,布建時有 2 個關鍵,第一是體積越小越好,第二是節省電力,「要做到體積小、性能好又可以省電,除了硬體之外還須靠軟體控制,「讓布建網路的業者直接跟你買就好,不用軟硬體分開來買。這就是臺灣未來的努力方向,必須想辦法做到軟硬整合,」丁邦安說。

兩大策略 助臺廠搶攻 5G 商機

配合 5G 三階段的商用化進程,目前工研院也正朝兩大方向努力,協助臺灣業者搶攻全球 5G 商機。第一步即是掌握 5G 基礎建設上所需的設備和元件/模組,像是去年工研院和 18 家臺灣業者聯手打造「5G 基地台生態系」,共同開發 5G 小基站。此外,工研院在射頻晶片、功率放大器、邊緣運算等技術端,也有相關研發成果。

第二步則是為了提前布局 5G 中期及中後期,由企業主導的應用場域商機,工研院也投入很多資源與業者合作建構企業專網,初步鎖定智慧醫療、智慧工廠、遊戲電競等領域,「除了要讓數據通過你,還要能加值,才會是笑到最後的人,否則就只能做水管,」丁邦安說。

除了對內整合外,工研院也向外連結,和歐盟及日本合作開發 5G 技術。早在 2014 年,臺灣 5G 主要產官學研單位,包含工研院在內,就跟歐盟合辦 EU-Taiwan 的 5G 研討會,目前工研院研發的邊緣運算技術,便是當年的研發計畫成果之一。今年工研院將鎖定工業 4.0 的智慧工廠領域,有機會與德國大廠 BOSCH 合作。過去工研院也跟日本電信運營商 KDDI 合作,協助管理數據中心的軟硬體服務,在這些基礎上希望協助臺廠打進更多零組件設備(如天線或射頻單元等)的供應鏈中。

「5G 網路是很重要的戰略產業,臺灣一定不能缺席,」丁邦安斬釘截鐵的表示。隨著 5G 到來,許多過去從未實現的應用,現在都將化為可能,我們站在歷史的轉捩點上,嶄新的行動變革即將上演。

行動通訊演進。
行動通訊演進。

轉載自《工業技術與資訊》月刊第 338 期 2020 年 3 月號,未經授權不得轉載。


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《工業技術與資訊》月刊,現為工研院發行之全院性對外出版品,刊物發行於1991年,目前每期發行數量約為6,000份;對象含括全國具研發單位的中小企業、立法委員、政府官員、媒體等。

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