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5G為AIoT應用帶來最終完成式

u-blox商業開發經理陳曉誾
u-blox商業開發經理陳曉誾

【作者: 籃貫銘、王岫晨】

今年最重要的5G發展,就是毫米波(mmWave)的推進。相對於Sub-6 GHz頻段,毫米波它的頻率更高,能帶來更高的傳輸效能,意味著更大的頻寬和更快的速度,即將落實到終端應用上,而這也是5G真正的完成式。

毫米波讓5G應用更完備

從3GPP的頻率規範來看,現行的5G毫米波頻段,是從24 GHz到100 GHz之間,波段的頻率非常高,相對的訊號傳輸的性能也更強大。單就物理的原理來看,單一時間內的訊號開關次數越多,所能帶來的數據量自然越大,而這也是毫米波最吸引人之處。而從相關供應鏈的布局,也可以看出來毫米波正是今年市場的發展重點。首先在晶片商方面,台灣的聯發科在今年初,總算是發表了整合毫米波頻段的數據機晶片,終於跟Sub-6 GHz雙劍合璧,正式迎來了完整的5G時代。

聯發科的動作為什麼重要?因為他們在行動通訊晶片市場中,是屬於第二層(2-Tier)的供應商,他們若也發表了對應毫米波的解決方案,意味著毫米波即將從少數的頂尖市場轉向大眾市場。特別是聯發科在5G時代一直是先行推出產品的業者,但始終沒有支援毫米波,如今也發表了毫米波的解決方案,意味著毫米波應用要開始進入起飛期。

在從電信設備的進展來看,包含諾基亞(Nokia)與易利信(Ericsson)已陸續與相關供應商完成了毫米波的測試,並獲得了良好的成果,且電信業者也開始進入服務整備的階段。

網路特性適合工業領域 智慧工廠導入先行

至於毫米波對哪些應用特別有優勢呢?首先,從性能來看,由於毫米波速度快,頻寬大, 因為對於數據吞吐量大的應用來說,就十分合適。例如數據傳輸量很大又講求高速低延遲的IIoT智慧工廠,多人使用的體育場館,或者交通較為繁忙區域的車聯網等,都是適合導入毫米波的場景。

5G毫米波頻段,是從24 GHz到100 GHz之間,訊號傳輸的性能也更強大。
5G毫米波頻段,是從24 GHz到100 GHz之間,訊號傳輸的性能也更強大。

特別是智慧工廠,就是目前極受注目的應用,也是製造業者在發展智慧製造時很重要的一個環節。像是在台灣就已經有數家的製造業者,宣布已經建置了採用5G的智慧工廠,例如台達、英業達、日月光等,都是已經建置了5G智慧工廠的業者,其中日月光更是全球首座的毫米波智慧工廠。

雖然毫米波速度快、傳輸量大,但也有些缺點,首先就是耗電。要打出更多的訊號量,自然需要更大的能耗,因此使用毫米波的設備,都會有高工耗的問題。相對於Sub-6 GHz,毫米波的電耗就足足有三倍之多,所以對於行動式的設備而言,更是一個大挑戰。

再者,毫米波繞射性能差,很容易被障礙物所阻隔。這意味著採用毫米波的傳輸區域,需要佈建更多的基地台,所需的建置時程也更長,也代表著實施的成本更高。

基於上述這兩個特性,也就是為什麼消費性電子市場,例如智慧手機,會先從Sub-6頻段先開始,甚至有可能會一直維持在該頻段,原因就是其網路的特性,並不適合消費型的市場。

但對於工業和垂直市場而言,毫米波所能帶來的經濟效益,將會明顯的超越建置的成本,我們也可以預期在未來幾年內,看到越來越多的毫米波應用在工業領域施展拳腳。

5G ORAN生態系統

5G通訊發展至今,5G ORAN已經成為最新的潮流,世界各國都持續投入發展。u-blox商業開發經理陳曉誾指出,這樣的Open RAN「開放式無線接入網路」架構,只需要在一個具備共同標準的平台架構下,電信商就可以採用不同廠商的軟體和通用硬體(諸如伺服器、交換器、小型基地台、路由器、數據機等),來達成模組化組網。然而,尚未成熟的系統整合度及穩定度,使得如何統整來自各家供應商的產品,確保多廠商網路環境下的互通、安全、合乎法規以及效能流暢,都成為一大挑戰。對電信商來說,這是無法快速導入開放架構的主因。

因此,ORAN生態系統的建立與開放標準的制定,也是促使各大廠商積極加入相關聯盟(如The ORAN Alliance、TIP、Open RAN Policy Coalition等)的主要原因。這些聯盟成員包括了電信營運商、軟體廠商、系統整合商、硬體製造商、晶片廠商等。

*刊頭圖(source:ericsson.com)

2021.7月(第356期)屏下感測時代來臨!
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