NO.345/ Mar. 2020
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封面故事製造、交通、醫療無所不包應用廣泛 5G滲透人類生活

5G基地台的傳輸範圍短,市場初估所需的小型基地台數量,將是4G的4倍以上,配合5G的三大特性:高速度(eMBB)、低延遲(uRLLC)、廣連接(mMTC),許多應用如智慧製造、智慧交通、智慧醫療也將提供更良好的使用體驗。
◎撰文/楊迺仁 圖片提供/商周圖庫、Shutterstock
5G建置普及之下,將可進行更多智慧化應用,各國積極競標5G頻譜發放,加快實現智慧生活。

隨著智慧終端、寬頻網路及雲端應用日漸成熟,使用者的行動應用需求也跟著不斷推陳出新,從早期只是方便通訊,發展到行動上網,進而運用行動網路創造影音串流、線上遊戲等新型態通訊相關應用,堪稱是讓整體行動通訊環境快速變遷的關鍵原因。

經濟部技術處指出,觀察行動寬頻市場的發展趨勢可發現,2025年全球手機用戶將近60億戶,總人口滲透率逾70%;行動網路用戶將達50億戶,滲透率逾60%,其中5G用戶數將達12億戶。

從行動應用驅動頻寬需求來看,例如超高畫質影像4K、8K、VR、3D立體影像顯示等,將使2020年行動數據流量躍升為2010年的1,000倍。經濟部技術處認為,由於未來行動數據流量倍增,用戶也持續增長,未來對於通訊基礎設施的需求將更為急迫,再加上營運商追求營利的壓力,需要節省營運成本、增加硬體彈性運用並減少能源消耗,各種產業面臨轉型的種種壓力,都將迫使現行的通訊系統進化,5G的商用部署速度將持續加速。

5G釋照 標金超出預期

因應5G應用需求,各國電信主管機關已開始展開5G營運執照的發放作業。2019年全球已有超過60個國家地區完成頻譜發放。值得注意的是,各國釋照標金都遠遠超出當初設定的拍賣底價,如台灣首波5G釋照競標自2019年12月10日展開,競標3.5GHz、28GHz、1,800MHz 頻段,三頻段分別釋出270MHz、2,500MHz、20MHz頻寬,共計釋出2,790MHz頻寬的網路資源,底價訂為新台幣300億元,中華電信、遠傳電信、台灣大哥大、亞太電信、台灣之星五大電信業者都加入角逐。

經過26日、共261回競標,總標金最終達新台幣1,380.81億元,熱門頻段3.5GHz的標金來到1,364.33億元,相較2013年我國首波4G釋照的總標金為1,186億元,是底標359億元的3.3倍,此次5G釋照的暫時決標金額則是NCC原先設定的底價的4.6倍,不論就溢價比率或溢價金額,皆創下我國譜頻標售的新高紀錄。

事實上,綜觀各國3.5GHz頻段的標售結果,以義大利50億美元和德國47億美元排名世界前二,我國3.5GHz總標金約45億美元位居世界第三,此勢必增加電信業者的5G營運成本,短時間內要完成5G網路布建,進而取代4G服務的壓力恐怕不小,唯有盡快找到具高附加價值的應用服務,才能讓5G營運站穩腳步。

資策會產業情報中心(MIC)資深分析師鍾曉君指出,目前全球已有50家營運商提供5G商用服務,其中39家已啟動5G行動服務,也就是有搭配5G手機販售,11家僅提供5G家用無線光纖傳輸服務,其中南韓與美國都在2019年4月初開始提供5G行動寬頻服務。

台灣經濟研究院產業分析師郭明洲說明,近年南韓5G用戶已突破400萬戶,占全國人口數超過6%,平均每人流量達25GB,其中2成流量就集中在AR/VR影音娛樂應用。

南韓的5G應用發展較早,於去年初即開始提供5G頻寬服務,據統計,南韓5G用戶已突破400萬戶,占全國人口數逾6%。

影音及遊戲 可望為第一波應用

曾有人形容,從4G升級到5G,感覺就像一輛原本在普通公路上奔馳的車子,接上一條又寬又快的高速公路,原本車流量大的時間跟路段,不但再無塞車的疑慮,一路上也幾乎不需踩煞車。

考慮到5G「大頻寬、低延遲與大連結」的三大特性,娛樂、媒體與遊戲這一類與消費者較接近的產業,將會是搭上5G應用首班車的產業。以網路直播為例,許多人在觀賞熱門運動賽事或演唱會時,一定都有碰到關鍵時刻畫素下降,甚至影片播放定格的延遲或中斷現象,原因在於瞬間流量太大,播放單位對外頻寬不足所導致,一旦升級到5G,塞爆網路、導致網路服務中斷的情形將不再發生,使用體驗將非常「有感」。

其中最直接的影響,就是影片品質將會朝4K甚至8K的方向演變,讓用戶感受身歷其境一般的參與感。遠傳電信已與韓國JTBC電視台合作,推出5G技術結合17 Media現場直播節目,搶先布局5G娛樂產業;台灣大哥大則在新莊棒球場建置5G實驗基地台,搭配VR設備,提供球迷高清即時的多視角賽事、立體VR球場導覽等服務,讓球迷有更好的觀球體驗;中華電信也已在故宮布建5G小型基地台,觀眾只要戴上智慧眼鏡前往特定展間,眼光駐留在《蘭亭集序》等作品時,就會出現栩栩如生的蝴蝶飛入眼前導覽,智慧眼鏡上還會以圖文並茂的方式,同步呈現文物背景故事。

日本電信業者NTT DoCoMo將與英特爾(Intel)在東奧會場架設5G網路,讓觀眾可看到360度全景8K畫質轉播、結合AI分析和3D視覺動畫的即時直播。德勤管理諮詢(Deloitte Consulting LLP)指出,2022年冬季奧運將可看到5G應用在運動賽事轉播的價值,結合虛擬實境(VR)及擴增實境(AR),不但可實現360度全景直播,配合虛擬實境眼鏡可提供更真實的沉浸式體驗,觀眾在家就可獲得近乎比賽現場般的觀賽體驗,甚至可透過運動員頭盔上安裝的迷你8K攝影機,從運動員視角觀看比賽,實現身臨其境的效果。

日本電信業者NTT DoCoMo曾在未來科技展(Future Expo)展示5G賽事轉播技術,更將於2022年冬季奧運實行5G賽事轉播。

遊戲產業也已察覺5G產業帶動的娛樂商機,尤其結合雲端技術發展的雲端遊戲串流服務,在5G環境更凸顯優勢。如Google在2019年底推出的Stadia雲端遊戲串流服務,將所有的遊戲及相關資料全部存進雲端資料中心,消費者不需下載遊戲,免家用主機、免下載、不用更新、不用安裝,直接在行動裝置上隨選遊玩,還可將遊戲過程錄製下來,同步上傳到YouTube。購買Stadia Pro遊戲串流服務的玩家,能享有4K、5.1聲道以及60FPS的遊戲體驗,且能透過Chromecast Ultra在電視上玩、用瀏覽器Chrome玩,甚至透過Pixel 3/3a內的Stadia App來玩,而透過5G網路,可快速存取放在雲端的遊戲,改善以往手機遊戲常見的延遲問題。

根據英特爾委託世界電信產業權威諮詢公司Ovum的報告指出,5G技術將大大促進AR/VR應用程序開發,在2021年至2028年間,這些應用程序將創造逾1,400億美元的累計收入,這種新型VR體驗將在2025年出現,並在2028年前帶來逾50億美元的年收入。

到2028年,AR遊戲將占5G時代下AR收入的90%以上(約357億美元),5G手機遊戲的總收入(包括AR和雲端遊戲)將超過1,000億美元。

AR/VR遊戲被視為5G應用的主力,快速的網速能讓遊戲運作順暢,更可能在2028年前為全球帶來逾50億美元的年收入。

智慧生活 5G環境強化效能

台灣經濟研究院所長劉柏立指出,從5G在頻譜資源上有效應用的技術面與服務面所發生的變化來看,5G顯然已從過去窄頻寬的排他性專用技術,演變為超大頻寬的共用技術;其所使用的頻段則從過去的低頻段,提升到高頻段之應用,傳輸距離也因此大幅縮小,相關應用需求未來也會從過去的人際通訊,轉變為物聯網型態為主的自律通訊。

也因此物聯網應用可望因為5G網路,而有更高品質的使用體驗。如低延遲特性,讓智慧電網可更快、更穩定地將發電參數傳輸到控制主站,再根據用電終端負荷資訊,精準地控制不同用電需求,實現高效和錯鋒用電,對供電規模較小且較不穩定的綠能發電而言,可望帶來助益。

在智慧安防方面,雖然無人機、人臉辨識等技術已成熟,但以現有Wi-Fi及4G網路頻寬,要同時實現遠端控制無人機、即時辨識高畫質影像,仍有頻寬不足的問題,必須在5G網路環境,才能真正落實無人機安防巡檢的應用價值。

在智慧醫療方面,5G低時延、高可靠特點,能更好地支援連續監測和感官處理裝置,支援醫療物聯設備在後台進行不間斷且強有力的運行,收集患者即時資料,成為新型醫療資本,醫院可藉此向健康管理服務轉型,提供不同遠端服務,如日常健康監控、初步診斷、居家康復監測等。

在智慧交通方面,由於車輛在高速行駛過程中,資訊傳遞及反應的速度必須更即時,否則就可能造成車毀人亡的後果,也導致目前智慧交通應用,只能停留在收費或停車出入辨識等較「靜態」的應用。一旦5G網路布建完成,就可提供行駛中車輛更多更即時的資訊,如為駕駛提供AR輔助的即時路況精確導航,可直接將導航資訊投射在擋風玻璃上,駕駛不需分神觀看導航螢幕,不但可減少導航誤判,更增加行車安全。

事實上,唯有5G才能實現車聯網的應用價值,提供自駕車的應用服務。NTT DoCoMo已與豐田、愛立信、英特爾和日本汽車零件商電裝(Denso)等企業合組「汽車邊緣運算聯盟」(AECC),推進5G聯網車的影像和資訊傳輸速度。NTT Docomo也跟住友電氣合作,在橫濱市內道路、車輛或建築物安裝感測器,蒐集並分析交通資訊,透過5G終端設備回傳給基地台,掌握即時路況。

5G能提升自駕車應用服務,目前NTT DoCoMo也與汽車相關企業合組聯盟,推進5G聯網車影像傳輸速度。

5G應用 強化創新價值

在服務面上,5G網路將帶來更多元多樣的應用發展,電信事業過去以通訊服務為主的營業型態,勢必要轉向為全方位網路解決方案服務,但由於高頻段傳輸距離短,導致基地台等網路設備成本大幅增加,劉柏立認為,從提供全國廣域服務的觀點而言,電信事業的設備投資將面臨重大挑戰,發展有其極限。

5G釋照須考量到網路建設的投資主體、網路業者與服務提供者之間的相互關係等課題,確保投資誘因,並兼顧推出的創新服務。發照作業完成後,必須要持續關心頻譜資源在創新應用、數位轉型乃至於對整體國家經濟建設的影響,未來頻譜資源的需求將更殷切、應用更多元,5G的價值必須定位在如何創新市場、新產業的新契機,才會對5G創新應用帶來正面助益。

劉柏立認為,掌握5G發展契機,當務之急在於制度設計,營造5G友善發展環境,首先要明確定位5G價值納入國家級經建戰略體系;其次要支持企業展開長期投資與研發的友善環境;第三要引導5G生態系統整合暨公私部門合作空間;第四要確保監理法規與管理思維與5G的時代需求相接軌;最後則要積極引進監理沙盒機制,迅速確認創新服務是否可行,並從速修法進行制度改革設計,確保5G創新發展契機。

5G不僅是泛用技術,更是數位轉型的核心技術之一,唯有即時相應的制度設計,才能期待5G的創新、推動數位轉型,實現數位國家的願景。