李鎮宇專欄-迎接快、準、密的5G新時代

5G是指第五代行動通訊系統,也是目前通行的4G的下一代新協定。過去第一代到第三代傳輸協定主要是通訊技術的變革,從第一代通訊的類比訊號應用,第二代通訊轉換為數位訊號傳輸,第三代通訊核心則延續高通的CDMA技術;4G時代則開始採用LTE-A長期演算升級版技術,並且向下相容3G的規格。

5G通訊協定則是從現有的4G進行系統升級。要怎麼升級?以及升級中所面臨的產業趨勢變化與相關投資機會,值得進一步的關注。

未來5G規範主要有三大訴求:寬頻、低延遲、物聯網(IoT)。首先是超高速行動寬頻(eMBB),就是擁有更高速的傳輸速度。未來5G最高傳輸速度設定在10Gbps,特殊情況更高達20Gbps,相較現在4G傳輸速度1Gbps,將大幅提升10~20倍,頻寬增加也意味著頻段數的增加,將新增新頻譜(NR)的應用及毫米波的使用。

另5G講究的是高度可靠性與超低延遲的傳輸通訊(URLLC),目前4G協定的延遲時間為10ms(0.01秒),而5G預計須低於1ms才具高度的可靠性。尤其未來5G主要兩大用途:提供無人駕駛的車聯網以及工業自動化,都需具備低延遲性與高可靠度,才能進行自動車或工業自動化的生態系統布建。

最後,要能因應大量機械設備之聯網通訊(mMTC),也就是說,除高速及準確訴求外,大量的IoT裝置,將被使用在工廠、城市及智慧家庭中,例如自動化設備聯控,水、電、瓦斯與家用電器網控,以及病人監控、汽車追蹤等,2017下半年開始大量出貨的NB-IoT,便是低功耗廣域物聯網(LPWAN)的應用之一。

由於5G的布建與應用趨勢已不可擋,主要需求來自三大構面:大頻寬、邊緣雲、小基站。為了增加傳輸速度勢必加大傳輸的頻寬,除經由舊頻譜的整合來增加原先的頻寬(3GHz以下)外,也採開拓新頻譜(3GHz以上)來達成;目前全球營運商主要的驗證及運用,以提供頻率至3.5GHz、4.5GHz及28GHz為主,由於高頻率的頻段耗損率較高,28GHz的頻率僅使用在大型運動賽事等高流量及高集中度的地區使用,而都市區域及IoT的相關服務則會使用在6GHz以下。

在頻段增加情況下,天線的使用量、濾波器及功率放大器(PA)使用量都會明顯增加,這方面台灣相關類股有台揚、穩懋、璟德、譁裕。而隨著高速傳輸興起,除原有的網路結構需進行升級外,傳統的核心伺服器至終端的兩點一線的傳輸架構(手機直接連線至電信主機),已不足以應付5G的生態系統,需要在邊緣裝置的附近新增所謂的邊緣伺服器,也就是利用邊緣雲來當作中繼站,分流核心伺服器的流量,並提升終端下載的速度及降低延遲速度。

舉個例子,未來自駕車在高速行駛時,為迅速下載目前所在地的地圖及基礎設施分佈,不需連接到核心雲,只要連到所在區域的邊緣雲,減少傳輸路徑及網路流量,將大幅降低延遲的時間並增加可靠性。

目前終端應用裝置大多是手機等無線裝置,而邊緣雲則多為射頻接入雲(Cloud-RAN),未來邊緣雲需求將大增,相較核心伺服器進入門檻高,台廠切入邊緣雲的機會相對較大,相關廠商有明泰。

因5G高頻率的頻段傳輸距離只有4G的一半,為增加覆蓋率,基地台需求將大幅增加,而小基站符合小範圍、高密度的運用,預期電信業者用小基站增加5G的覆蓋需求將明顯擴增,相關廠商中磊及啟碁可望受惠。

5G技術標準預計今年底制定完畢,一些電信商已積極搶先預告今底或明年正式商轉,而大頻寬、邊緣雲及小基站三個主要的產業趨勢變化,預期也將會在規格大致完成制定後,約在今年下半年,營運商便會開始小範圍的布建及實測,預計第一波5G受惠廠商將陸續被發掘,是可以長期持有投資的標的。

(工商時報)


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