5G新興技術激發千億商機

撰文/趙心寧

根據電信大廠愛立信預測,5G可望加速產業數位轉型,全球5G服務提供者在垂直市場商機,從2020至2026年呈現強勁成長,年複合成長高達50%。
根據電信大廠愛立信預測,5G可望加速產業數位轉型,全球5G服務提供者在垂直市場商機,從2020至2026年呈現強勁成長,年複合成長高達50%。

5G號角吹響,世界各國正加速推動相關發展。臺灣5G服務也力拼今年第三季開台,屆時不僅民眾可體驗更快、更真實的影音直播,產業也能受惠5G更可靠的網路連結,推動數位轉型。工研院從5G關鍵技術切入,逐步朝應用端延伸,期待5G應用更快滲入各行各業,引領產業翻轉躍升。

電信大廠愛立信(Ericsson)的《5G商業潛力報告》(5G for Business: A 2030 Market Compass)指出,5G可望加速產業數位轉型,全球5G服務提供者在垂直市場商機,從2020至2026年呈現強勁成長,年複合成長高達50%,預計2030年來到7,000億美元,其中又以健康照護、製造、能源、自駕車、公共安全、影音娛樂為主要應用領域。

除了串連網通業者,打造5G基地台生態系之外,工研院也從邊緣運算技術切入,研發「多接取邊緣運算技術」(Multi-access Edge Computing;MEC),大幅降低網路延遲,提升使用者體驗;影音娛樂應用方面,開發VR 360直播系統,提供高畫質全景直播;路上跑的車聯網、空中飛的無人機相關技術也都準備好了,萬事具備,就待5G上路。

 

邊緣運算  5G低延遲重要功臣

「所謂的邊緣運算,就是讓聽見砲聲的人做決策,」工研院資訊與通訊研究所副所長丁邦安比喻,這項概念即是把原本放在王國中心位置的資料中心,移轉到國境邊界,讓每個需要服務的人身旁都有一朵雲能夠就近照顧,以利存取資訊,由於不必再遠道至遙遠的資料中心處理資訊,可將延遲時間縮短到以毫秒(Millisecond)計,同時減少骨幹網路的資料負載。

邊緣運算是促成5G低延遲的重要功臣,所謂「天下武功,唯快不破」,低延遲讓過去不能做的,現在成為可行,像是24小時不停歇的無人生產線、需要超快反應的自駕車、攸關生命與健康的遠距手術;以前做得不好的,現在則更臻完美,像是AI即時運算、擴增實境(AR)等,都能透過5G與邊緣運算技術升級使用者體驗。

工研院投入「多接取邊緣運算技術」研發,讓邊緣運算不只支援5G,既有4G、WiFi等訊號也能接取,這套讓邊緣運算「向下相容」的技術,可善用既有的前代設備,大幅節省建置時間與成本。此外,搭配「多接取邊緣運算技術」,工研院也開發出一套客戶辨別技術,可管理用戶身份,僅有取得授權的使用者可以使用服務。

相關應用如「AI影像邊緣辨識解決方案」,支援各類即時影像串流與AI辨識引擎,在人潮擁擠、人流眾多之處,搭配智慧看板與音響,辨識可能的推擠意外並提出警示;又如,GPS無用武之地的室內AR導航,也可運用邊緣運算,快速傳送圖資與使用者位置,降低手機端負載,提供更即時的導航與商店導購。

 

邊緣運算之於5G非必須,但卻是相輔相成,能打開電信封建王國,縮短運算時間達到低延遲,提供更多元應用。
邊緣運算之於5G非必須,但卻是相輔相成,能打開電信封建王國,縮短運算時間達到低延遲,提供更多元應用。
 

5G高畫質全景直播 全場都是搖滾區

5G對影音娛樂產業的提升最為明顯,全景直播畫質可從4K提升至8K、16K,更新率從每秒30張提升到120張。更高對比、更清晰、細節更豐富的畫面,讓使用者有最接近真實的沉浸體驗,甚至激發出更豐富的互動式應用,如現場即時多視角觀看;而低延遲的特性也能帶來更舒適的觀賞感,使用者不再容易感到暈眩。

市面上常見的全景直播產品,解析度最高為4K,工研院開發的「VR 360直播系統」,現已可支援8K畫質,其解析度是市面產品的4倍;市面現有直播系統延遲時間達數秒,「VR 360」延遲僅數百毫秒。2019年在臺北流行音樂中心舉辦的「北流來襲測試演唱會」,即以5G專頻專網提供5G 8K VR第一人稱視角的直播,觀眾即使坐在最後一排,也宛如置身搖滾區,可清楚欣賞到歌手面部細微表情。

丁邦安表示,「VR 360直播系統」現已與網路整合並完成服務驗證,預計2年內有機會實現商業化落地。除了大型展演活動轉播外,VR/AR直播提供的第一人稱視角沉浸式體驗,未來也可應用於遠端操控指揮救災、多人異地視訊會議,導入AI深度學習,有機會在運動賽事轉播中,取代真人導播,再現精準、無死角的精彩瞬間。

 

2030年5G在各垂直產業應用所占比例。
2030年5G在各垂直產業應用所占比例。

5G穩定高速 實現智慧交通夢想

5G時代最令人期待的,莫過於自駕車的實現。愛立信預估,2020至2026年,由5G技術驅動的車輛相關商機,年複合成長率高達137%。自駕車因需要大量即時高精圖資作為AI識別路況的依據,過去在固定場域做測試時,均採取預載方案解決龐大資訊量問題,但要讓自駕車真正開上路,在開放不定場域行駛,則有賴高速穩定的5G網路。

除了車輛本身,自駕車能上路,車聯網的輔助尤其不可或缺,5G大頻寬、低延遲特性,能提供更即時的影像,賦予車聯網更多創新應用的空間。工研院資通所經理胡鈞祥舉例,5G即時高品質的影像串流,搭配號誌、車間與行人資訊,遠端遙控汽車也不是問題;此外,仰賴即時人工智慧判斷的即時道路安全警示系統,受限成本偏高難快速普及,透過5G環境與行動邊緣計算,僅需原本五分之一的成本。

車聯網技術的兩大陣營,包括發展較成熟的專用短距離通訊(Dedicated Short Range Communication;DSRC),及近年急起直追的蜂巢式車聯網(C-V2X),仍在爭奪主流地位,工研院以深耕多年的DSRC技術為基礎,研發DSRC/C-V2X雙模車聯網系統,提供路側安全警示、行人安全警示、車內安全警示與即時車路資訊監控與管理等功能,為5G車聯網做準備。

以路側警示「iRoadSafe智慧道路安全警示系統」為例,可提供DSRC與C-V2X雙模規格,現已建置在包括基隆、雙北在內的8個縣市,共26個危險易肇事路口,提供行車安全防護預警。根據回饋,約可降低50%的交通事故發生率,有效提高路口安全,是實現智慧交通的入場券。

  

中華電信領航隊去年4月在臺北流行音樂中心展示多視角高清直播、及觀看4.8K VR全景視訊直播等應用。圖為工研院VR 360技術,透過頭戴式360度全景顯示器頭盔,觀看8K VR全景視訊直播,讓場內後方觀眾也能同步感受與最前排觀眾相同的臨場感。
中華電信領航隊去年4月在臺北流行音樂中心展示多視角高清直播、及觀看4.8K VR全景視訊直播等應用。圖為工研院VR 360技術,透過頭戴式360度全景顯示器頭盔,觀看8K VR全景視訊直播,讓場內後方觀眾也能同步感受與最前排觀眾相同的臨場感。
工研院研發車聯網系統iRoadSafe已在臺灣部分路口應用,未來結合5G將加速影像與圖資等傳輸運算資料時間。
工研院研發車聯網系統iRoadSafe已在臺灣部分路口應用,未來結合5G將加速影像與圖資等傳輸運算資料時間。
 

救災、巡檢應用多 5G無人機成萬能助手

跨年演唱會、燈會等大型活動舉辦期間,瞬間湧入的大量人潮,往往造成手機網路壅塞,過去電信公司的解決方案多半是派遣行動基地台前往支援,而工研院則是巧妙將基地台與無人機結合,讓高高在上、暢行無阻的無人機,更有效率、靈活的解決網路塞車問題。

工研院資訊與通訊研究所組長李國徵表示,與地面行動基地台相比,於高空定點飛行的無人機,通訊涵蓋範圍更大。一般架設於地面的基地台,通訊範圍半徑只有100公尺,無人機搭載基地台升至30公尺高度,通訊範圍可擴大至300公尺。2019年10月,新北市政府於大都會公園舉辦的寶可夢活動,工研院派出繫留供電無人機,搭載3.5GHz基地站並部署5G專網,專供警方維安使用,避免商用網路壅塞問題。
搭配無人機的高度移動性,可擴大臨時基地站的應用,一旦偏鄉面臨天然災害以致對外網路中斷時,也可透過多台無人機進行點對點串聯,快速建立臨時通訊網路,有效監控災區最新情況。

早在2017年的美國消費性電子展(CES),工研院的4G操控無人機已成功完成跨洲遙控飛行的驗證,並在2018年花卉博覽會開幕時協助警用維安任務,此外,由於無人機具備影像即時回傳功能,還能執行橋梁、水庫巡檢,近期也與臺灣高鐵合作無人機橋檢。跨入5G時代,5G的大頻寬可讓無人機回傳更高畫質影像,搭配邊緣運算,可輔助無人機影像做即時影像辨識,第一時間就能判斷出橋梁的鏽蝕、裂縫,為維護國家基礎建設做出貢獻。

為展現5G低延遲優勢,工研院的5G+無人機,也擬朝向競技無人機方向發展。參與競技的選手戴上VR眼鏡,以第一人稱視角、體感操控無人機,5G通訊可支援即時圖傳、高速定位,確保選手操控手眼同步,並準確地提供競速排位計分,搭配無人機視角的混合虛擬物件,虛實融合,宛如駕機凌虛御風,娛樂效果十足。

 

工研院研發無人機搭載5G專網基站,不僅協助新北市警察局打造行動專網影音指揮車,用科技增加巡檢效率,傳輸高解析影像,以邊緣運算在第一時間完成分析。
工研院研發無人機搭載5G專網基站,不僅協助新北市警察局打造行動專網影音指揮車,用科技增加巡檢效率,傳輸高解析影像,以邊緣運算在第一時間完成分析。
 

文章轉載自工業技術研究院工業技術與資訊月刊

 

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