物联网催生5G技术萌芽1加1将远大于2

　　也许可能会感到奇怪，怎么4G技术才开台短短几年的时间，国外相关业者以及台湾都已开始积极布局下一代行动通讯——5G的技术与市场？也许也感觉台湾4G网路品质似乎没有电信营运商说的那么“神”，台湾产官学界已经携手举行了几次“誓师大会”，务必扶植台湾相关业者能在5G技术市场抢得先机。究竟 5G通讯技术有何迷人之处，让厂商如此趋之若鹜？

　　4G技术迅速蔓延全球

　　观察过去行动通讯技术的发展，如2G与3G，从技术研究初始到全面开台、普及，大约10年为一个周期，但相较之下，4G通讯技术也就是长程演进计画（LTE）的发展可谓相当快速。根据全球行动供应商协会（GSA）统计，截至2014年底，全球LTE用数已达4.97亿户;至2015年中，已达 7.55亿户。用户数的成长数量每年都以亿计，也为相关厂商如晶片、设备、电信或量测仪器业者注入一剂强心针。

　　全球LTE用户数成长分析

　　高通技术公司（Qualcomm）资深技术行销总监Rasmus Hellberg指出，全球行动营运商均积极升级LTE-Advanced（LTE-A）载波聚合（Carrier AggregaTIon;CA）技术，又称为4G+。GSA报告指出，截至2015年7月为止共有88个商业网路支援载波聚合，最高可支援450Mbps 全球峰值传输速率。

　　观察大中华区4G的发展，Hellberg表示，中国电信（China Telecom）已在国内的重点城市推出“天翼4G+”第6类（CAT-6）服务;中国移动（China Mobile）宣布将于多个地点建置CAT-6甚至CAT-9网路。不仅如此，4G+演进的下一步计画将落实3GPP Rel-12功能，例如高阶调变，能将下行链路的数据传输速率增至600Mbps，又称CAT-12。

　　台湾阿尔卡特朗讯（Alcatel-Lucent）客户技术方案处技术长李思柏（Johan Asplund）亦援引GSA的数据说明台湾4G的蓬勃发展。他表示，“从开台至今，今年台湾的4G用户已达866万，甚至是全球4G用户增长排名第一的地区，”更遑论台湾曾经在4G的发展走了岔路——发展WiMAX——能有这样的成绩，相当难能可贵。

　　未来LTE-A的演进趋势强劲，也将拓展新用途，如装置对装置功能，有助于近距离探索及车辆沟通，也能以聚合授权频谱的形式，将其优点扩及未授权频谱（在美国等地称LTE-U，在欧洲、日本等地称LAA）。甚至包括物联网（IoT）也将一并获得改善，例如低复杂度机器通讯（eMTC）及针对新控制服务的超低延迟等，在在都将进一步扩大LTE-A的使用情况。

　　日韩5G技术抢先起跑

　　4G如火蔓延全球之际，下一代行动通讯技术5G也开始酝酿，日本与韩国电信业者已分别宣布将在2020年、2018年展现最新的5G技术网路 ——日本NTT DoCoMo与诺基亚（Nokia）将共同研发实现高频网路运行的5G无线网路技术，并计画在2020年的东京奥运会上向全世界展示;而韩国电信（KT） 脚步更快，将和成功验证5G多层次异质网路载波聚合技术的爱立信（Ericsson），在2018年平昌冬季奥运上成为全球第一个推出5G通讯服务的业者。

　　此外，中国大陆网通设备供应商华为（Huawei）也宣布2018年将开始布建5G网路，中兴（ZTE）也将随之跟进。由此可见，4G市场的火焰正炽之时，相关业者已开始5G技术的研发，以期可顺利进军下一代传输速率更高、效能更好的行动通讯技术。

　　面对3G与4G成本尚未全面回收的同时，全球许多地区已开始发展5G技术，业者均表示，现阶段发展5G技术并没有所谓太早或太晚的问题，反而时机正好。Marvell行动产品总监张路认为，4G发展相当的快，今年下半年新兴国家如俄罗斯、印尼与印度等地，利用4G取代3G技术的态势会越发显着，而5G在技术与应用上需要长远的演进，预期2020年之后5G技术将开始进入商用阶段，因此现在着手进行研发、克服5G技术挑战，并不会太早。

　　李思柏也表示，从1G到现在的4G，每一个G的技术发展大约需历经10年时间，因此现在发展5G，到3GPP发布标准，时间上其实没有较其他技术初期发展时来得快，而5G技术的要求须让现有行动通讯技术再大幅精进，因此现在正是对的时间发展5G技术。

　　物联网、M2M成为5G关键应用

　　5G技术究竟能为现在的生活环境带来多大的改变？以至于业者即便在标准未定的状态下，毅然投入？Hellberg 指出，5G能开创新服务、连接新产业与装置、创造新使用者体验，这些皆是以LTE-A以及4G+带动的转变为基础，而未来LTE-A也将继续演进。不仅如此，5G不只是提高峰值速率，更将满足未来10年不断扩大的连网需求，同时无缝运用4G与无线区域网路（Wi-Fi）领域的投入成果。

　　未来，5G将促进行动宽频的演进，但更重要的是，其将更具备规模弹性以支援更极端的使用情况，从连接大量的物件到新服务如超稳定的任务临界管控。Hellberg强调，5G将提供无边际的连网体验，装置不再只是终点，而是提供全新的连接和互动方式，并带来一致的体验，例如无所不在的高速数据传输和基地台边际的限制。而统一的5G平台将建于OFDM基础上，支援所有频谱类型与频段，可弹性容纳新服务与各种营运模式。

　　5G与通讯、储存、处理……各方面均密不可分

　　罗德史瓦兹（R&S）应用工程支援部经理林志龙表示，4K、8K电视将是5G市场发展底层推手，以及对影像或视讯即时回传需求大的应用，如救灾工作，将更有5G发挥的空间。反而智慧型手机应用不再是主要推动力，这是由于相较之下，智慧型手机应用还是相当有限，一般的使用者可能不需要那么高的频宽。张路则认为，使用者或新应用对于频宽的需求，物联网及涵盖其中的智慧家庭（Smart Home）、车对车（V2V）、智慧城市基础设施、远近程医疗或是工业应用，都是让5G快速萌芽的“养分”。

　　从5G技术演进来看，5G有部份技术的更新与采用是为了因应物联网而设计。李思柏分析，在可预见的未来物联网时代中，机器与人的沟通将扩展至大量的机器对机器（M2M）的连结，另外，未来的影像资料传输量，将占总体网路资料传输量的70%，这些都将促使行动网路传输速率的再提升，而5G的高传输速率与更高的网路稳定性恰好能符合上述应用所需。

　　目前，或许每个人都认为5G是指4G后的第五代行动通讯技术，但5G并不仅止于此。德国德勒斯登工业大学（TU Dresden）通讯网路教授Frank Fitzek在日前的欧洲国际半导体展中强调“5G技术更是为了物联网装置的控制与操纵而打造的。”

　　美国国家仪器（NI）大中华区市场经理汤敏也认同这一看法。她表示5G能够让物联网的概念落实，而物联网则有利促进5G未来的通讯技术发展， “物联网已经讲了很多年了，如今拜5G之赐正进一步让工业物联网（IIoT）应用场景落地实现，这2种技术即将展现1+1大于2的趋势！”

　　尽管5G将从4G发展而来，在LTE蜂巢式技术上强调更大的资料量与频宽，但5G更关系到物联网。NI技术经理潘建安进一步解释，“5G除了追求更高速率，另一方面也着眼于物联网应用中要求更长电池续航力、更省电且低功耗传输的M2M与装置对装置（D2D）通讯，而在这方面沿用的就是 802.11的架构。”

　　市场或各家业者纷纷预测5G杀手级应用的同时，Hellberg 则有不同看法。他认为，“5G技术三大服务类别包括：增进行动宽频规模至超宽频、能够连接低功率/复杂度物件等大量物件、超稳定任务临界管理等新服务，然而5G标准化进程才刚起步，若要判断哪个应用市场会率先引进上言之过早，但增强型5G行动宽频服务预估将成为首批5G技术试验及商用项目，以做为最根本的服务。”