全球5G市場發展焦點

工研院IEK 陳梅鈴

5G服務將更廣泛應用於各個垂直應用產業,成為產業節省成本、提高競爭力中不可或缺的基礎建設。

 

3GPP(3rd Generation Partnership Project;第三代合作夥伴計畫)已於2017年12月完成第一版5G NR(New Radio;空中介面)標準制訂,各大晶片廠商(如Qualcomm、Intel、聯發科等)和手機廠商(如Samsung、華為等)設定2019年間推出5G晶片和手機,預期2019年5G將開始推廣使用,2020年擴大5G網路建置規模,顯示5G市場正如火如荼的展開中。

2017年底3GPP完成第一版5G NR標準

3GPP已於2017年第一季完成5G NR研究項目(Study Item),正式進入5G NR工作項目(Work Item)階段,在各大電信業者、晶片和設備業者加速標準時程的制定下,2017年12月已完成第一版eMBB (enhanced Mobile Broadband)Non-Standalone 5G NR空中介面(Air Interface)標準制訂,工作項目包括確認Non-Standalone與Standalone eMBB的共通性、兼容性,以及界定NR頻段(和LTE相關頻段的組合)的優先性。預計2018年6月陸續完成Standalone 5G NR、5G核心網路標準制定,可望於2019-2020年支援大規模的Non-Standalone 5G NR試驗和佈建。

資料來源:3GPP(2017)

 

5G NR晶片預計2019年推出

Qualcomm在2017年初推出了5G NR Prototype,主要由Qualcomm的Snapdragon X50 5G Modem、PMX50 PMIC、SDR051收發器晶片、LTE Modem的Snapdragon SoC所組成,其中X50 5G Modem除了支援28GHz mmWave,也支援6GHz以下,並整合Gigabit LTE Modem,而正式商用化的5G晶片則預計2019年推出。Intel也於2017年下半年推出同時整合6HGz以下及28GHz頻段的5G NR多模商用數據晶片(XMM 8000系列),預計2019年中使用於商用終端設備。另外,華為也於2018年初推出全球首款商用5G晶片「Balong 5G01」,目前合作廠商超過 30 家,包括 Vodafone、T-Mobile、Softbank、Telefonica、中國移動等,計畫首款內建5G晶片組的 5G智慧型手機會將會在2019年推出。

Ericsson、Nokia、華為等業者已陸續推出5G設備

2016年底前Ericsson、華為、Nokia已搶先推出5G NR基地台,2017年Ericsson發布了新的5G NR基地台,從原有的低頻擴展至支援中高頻,並宣布將與Qualcomm、NTT DoCoMo、Vodafone、Telstra Australia等公司合作展開最新的5G NR標準測試。中興通訊也首度在2017年初發布5G高低頻全系列預商用基地台,支持3GPP 5G NR新空中介面,亦支持業界5G主流頻段(包括15GHz、28GHz、60GHz等多個頻段),此外,採用Massive MIMO、Beam Tracking、Beam Forming等5G關鍵技術,以滿足5G預商用佈署的多樣化情境和需求,顯示基地台領導廠商已做好5G網路建置的準備。

亞洲電信業者透過國際運動賽事展示5G能量

2017年亞洲許多電信業者,陸續針對5G NR發布新產品與網路試驗計畫,如南韓SK Telecom(SKT)、日本NTT DoCoMo、中國移動皆計畫2017~2020年間進行5G NR試驗,其中SKT與Samsung已在平昌奧運展示5G網路、5G通訊架構的自駕車平台;中國移動也已建立一個5G現場試驗場域,合作夥伴包括設備業者華為、中興、Ericsson、Nokia、大唐、Samsung,以及晶片業者Qualcomm、Intel、聯發科和設備測試業者等,對於5G網路的規劃,中國移動於2017年啟動5G外場試驗,2018年也將啟動5G網路預商用試驗,2019年則進行商用化規模試驗,力爭2020年實現5G網路規模商用。

美國電信業者計畫2018年推出5G固網無線接入寬頻網路服務

Verizon已於2016年展開5G網路試驗,2017年在11個城市佈署5G試商用營運,包括亞特蘭大、達拉斯、邁阿密、西雅圖、華盛頓特區等,預計2018年下半年,在加州推出全球第一個商用5G固網無線接取寬頻網路服務,並陸續向其他城市擴展。AT&T於2017年上半年已在德克薩斯州奧丁區內,提供居家用戶5G試驗網路,初期將提供400Mbps速度,並朝1Gbps發展,讓用戶可以在5G試驗網路上觀看DirectTV Now(AT&T的付費電視)等服務,且計畫於2018年正式推出商用化服務。

5G應用服務將擴展至垂直產業

5G應用服務主要朝增強型行動寬頻服務、巨量機器型態通訊、超高可靠度/低延遲性等三大方向發展,其中除了提供既有大眾用戶市場行動通訊服務外,許多服務提供商將更廣泛地針對垂直產業提供客製化服務,其中又以AR/VR、無人機影像、車聯網、遠端操控等應用為主。

資料來源:University of Surrey,工研院IEK (2017)

 

許多廠商透過5G網路提供AR/VR以及無人機影像傳遞服務,包括Nokia、Ericsson、華為、Qualcomm、KT等,主要在強調5G的超低延遲性和高頻寬特性,讓使用者在體驗AR/VR服務時,不會因為影像傳遞延遲而造成暈眩問題,讓使用者有身歷其境的感受;目前主要應用領域以行動遊戲、行動視頻、遠距互動教學等,而此類型應用如何做出差異化、特色化、客製化等,將是吸引民眾使用的關鍵點。在無人機應用上,未來將更廣泛應用在航空拍攝、巡檢、高壓線等垂直產業的數據資料收集上,並讓無人機所蒐集到的影像資料透過5G網路即時回傳。

從車聯網的使用情境來看,車內除了提供現場影音串流4K 360 Live VR、超高畫質影像現場會議、Remote eye(V2X)等服務外,也將結合無人機進行路況拍攝,透過5G網路回傳到後端,即時分析並將結果回報給駕駛人,進行後續的行車路線調整、危險迴避等,以增加駕駛人的行車效率和安全性。

在遠端操控上,5G網路具備低延遲、高可靠度的特性,故可以透過5G網路遠端操控危險活動(如遠端操控挖土機進行渠道挖掘、大型機械的物體搬移)、緊急事件(如醫生遠端操控機器手臂進行緊急手術)等,相信5G網路除了提供更好的行動網路環境外,也將更全面的應用在各個垂直產業中。

結論

2017年底3GPP已推出第一版5G NR標準,並持續進行Standalone 5G NR標準制定,領導業者如Qualcomm、Intel、華為、Ericsson、Nokia、NTT DoCoMo、SKT、Verizon、AT&T等業者均宣布旗下5G連網技術進入實用階段,預期2018年起許多電信業者會搶先進行5G NR網路試驗,相關產品和服務將於2019年陸續問世,如5G NR晶片、高階智慧型手機等,讓5G商用網路在2020年得以實現,預期5G網路將先在美國、亞洲、歐洲等先進國家快速展開,2020年後才逐步往其他區域擴展。

在5G應用服務發展方面,雖然有些應用在4G網路下便能提供,但當多樣應用服務同時產生時,4G將無法負荷,仍需要倚賴5G才能讓服務順暢進行。另外,除了一般大眾應用服務外(如超高畫質4K/8K影像傳輸、VR影像傳送等),5G應用服務將擴展至垂直應用領域,特別是車聯網、自動駕駛、遠端操控等應用服務,並結合人工智慧、無人機、深度學習等新技術來強化5G服務內容。

以車聯網為例,5G網路讓汽車更緊密地與周邊的汽車、網路、基礎建設、行人之間進行連結,而毫米波(mmWave)、網路切片(Network Slicing)、行動邊緣運算(Mobile Edge Computing)等技術將附加於網路上;同時也將透過無人機出動偵測汽車前方或附近塞車位置的影像,即時將交通資訊回饋給駕駛人;駕駛人與乘客也可以在車內進行超高畫質影像現場會議、影音串流等服務。未來人工智慧將有機會讓車聯網系統自動認知周遭環境,解決開車時可能會遇到的問題。同時電信業者也希望藉由車聯網服務打進物流業者、賽車車隊、保險業者等,提供專業領域不同的客製化連網服務以創造新的服務營收。

另外,許多業者強調5G網路具備低延遲和高可靠度優勢,透過5G網路遠端即時操控機器手臂,進行危險、複雜的工作,替礦業、工地、醫療等垂直領域提供新的解決方案,故整體來說,5G服務將更廣泛應用於各個垂直應用產業,並更緊密地與人工智慧、無人機、深度學習等新技術結合,將成為產業節省成本、提高競爭力中不可或缺的基礎建設。

整體來看,5G應用將讓通訊業者持續精進開發相關技術與產品,如高傳輸、高容量、大頻寬的應用需求,讓業者持續朝多天線、低頻與高頻整合、超高密度網路、頻譜分享等技術發展;物聯網應用對於巨量、多目的裝置的大連結需求,以及關鍵性任務的控制及自動化,衍生出如MTC、D2D、低功耗廣域網路、高可靠度之通訊技術;為了確保網路性能達到最優化,網路虛擬化技術如C-RAN、SDN、NFV、邊緣運算等將讓5G網路更加彈性,而以台灣通訊產業的發展布局來看,如何從應用需求開發相關技術和產品,為服務提供業者打造一個彈性化的網路,將是我國通訊廠商未來發展的重要課題。

參考文獻

[1]  3GPP Release 15 [online] Available:http://www.3gpp.org/release-15

 

 

作者簡介

陳梅鈴

現任工研院產業經濟與趨勢研究中心(IEK) 通訊系統研究部產業分析師。具有通訊產業分析六年以上之經驗。在工研院IEK任職期間,曾經負責寬頻接取設備上下游產業、無線寬頻產品與行動通訊服務、總 體通訊產業趨勢等研究,目前研究重心放在B4G、5G領域。

 

文章轉載自工業技術研究院電腦與通訊月刊

 

相關課程推薦