5G一詞用於描述下一代的行動網路基礎架構技術,為4G LTE和LTE-A的接班技術。然而,5G標準至今仍未有定案。此外,一些原本4G沒有的功能亦逐漸納入當前的4G標準中。5G的速率將高於4G的理論最高值1 Gbps,但差異並非很大,因為4G已經接近物理定律的極限。
趨勢分析
5G將包含哪些確切功能及哪些該優先納入現在仍不明朗。不過,就目前宣稱正朝這方面努力的人力及熱潮來看,其技術基礎大約會在未來三年之內奠定。從3GPP技術過去的發展歷史來看,5G網路的佈建約需七至十年(從LTE-A算起),因此大約在2020至2023年之間完成。
5G的應用主要可能在機器對機器(M2M)方面(這類應用目前已經在2G、3G及4G網路上執行),以及提供強化的使用者體驗,包括流暢的HD及UltraHD視訊。
圖一 : 2014年無線網路基礎架構IT Market Clock |
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此一發展需要能夠提高體驗品質(QoE)與頻寬、降低延遲的網路設計,而且需要多個頻段,包括未授權的頻段及Wi-Fi。ITU至今仍未定義一套5G無線通訊標準,但各種技術展示已在進行當中。
我們訪談了一些主要設備廠商及網路業者發現,5G可能會採用未授權頻段上的進階長期演進(LTE-A)技術(也就是LTE-U),並使用5GHz頻段。然而,其他的5G作法也在試驗階段,從使用28GHz的毫米波(millimeter wave)及更高頻段基地台(Google屬意的領域)到使用700MHz以下的「空白頻段」等等。某些廠商宣稱5G不需要新的無線介面,只需整合協調現有的介面。
5G標準的發展可能會著重於創造一種讓使用者感覺有無限頻寬的體驗。5G網路最有潛力的研究領域包括無所不在的網路、認知無線電(Cognitive Radio)、軟體定義無線電(SDR)、IPv6及穿戴式裝置。
4G急難救助服務
警察、醫療急救與搜尋救難人員的4G網路應用,通常僅限於讓影像回傳給災難指揮官或監控中心,藉以提升指揮調度及應變速度。但最近,一些機構已經開始嘗試使用公共分享的LTE網路來降低成本,尤其可省下採購專用授權頻段的費用。使用公共網路需要良好的優先權調配功能才能應付緊急狀況的要求。
4G目前皆部署在公共分享的基礎架構上,並非直接為急難救助用途而設計。LTE網路的安全是一大隱憂,因為LTE是一種全IP式的技術,而且通常採用公共分享的基礎架構。然而,在搜尋救難人員經常作業的偏遠地區,4G網路或許並不普及。未來幾年,對救援機構來說,公共4G網路的實際應用可能侷限於都會地區,除非在車輛上安裝行動網路基地台之類的設備以將涵蓋範圍延伸至災難發生地點,彌補公共LTE網路的不足。
圖二 : 4G可協助緊急醫療人員取得傷患的病歷,並且回傳傷患的視訊以尋求專業諮詢。 |
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商業效應具備4G通訊能力的雙向視訊耳機,可為消防人員提供建築配置圖、溫度感應與紅外線穿牆感應能力,協助搜尋傷亡及受困者。此外,4G也可協助緊急醫療人員取得傷患的病歷,並且回傳傷患的視訊以尋求專業諮詢。
長期演進語音通訊
長期演進語音通訊(VoLTE)為透過LTE網路的全IP式端對端應用服務。它需要導入一個IP多媒體子系統(IMS)核心,好處是可以很快建立通話,並且可以涵蓋IMS語音及後續非IMS的應用。
VoLTE還有許多要解決的問題,這也是為何截至2014年9月為止,全球有超過331個商用LTE網路,卻只有10個商用VoLTE服務。
目前,VoLTE似乎正陷入重重問題當中,首先,LTE尚未全面普及,更遑論VoLTE,而且還要重新回收利用2G頻段(在美國則是3G頻段)。在這之前,通訊服務供應商(CSP)只會利用電路交換回退技術(CSFB)來提供2G或3G語音通訊。其次,大規模的漫遊協議亦未成氣候,而且在達成語音服務(例如急難救助服務)的法規要求方面,LTE還有許多技術問題要克服。這意味著CSP會缺乏意願重新回收利用2G頻段,也無合理動機投資設備建立全面的VoLTE服務。
LTE的國際雙邊漫遊協議數量目前仍屬有限。此外,兩國之間的Diameter訊號所需的IP交換(IPX)基礎架構也需要跟進才能提供必要的Diameter訊息交換。過去,負責支援電信業者之間2G/3G漫遊的GPRS漫遊交換(GPRS)基礎架構花了15年的時間才發展到今日約200個國家可提供2G/3G漫遊的程度。LTE/VoLTE雖不需花這麼長的時間,但仍需要好幾年,而這也是為何至今許多CSP仍然望而卻步。
就漫遊來說,不同IMS廠商之間的設備互通可能就是一項挑戰。最後,不同CSP與轉送訊號網路(也就是IPX,提供LTE漫遊所需的訊號連接)彼此的收費標準,也必須先制定。
在法規方面,導入VoLTE服務會衍生政府機關與執法單位合法監聽的需求。通常這類要求都是CSP的額外成本,無法創造營收。
儘管技術上有許多不小阻礙,但最主要的癥結還是缺乏明確的商業模式。這需要一線的CSP廠商帶頭證明VoLTE服務確實能夠獲利才行。
隨著一般消費者紛紛改用非電信業者的免費語音服務及資料服務,未來五年,語音服務營收預計將以4.7%的年複合萎縮率不斷下滑。此外,語音通話吃到飽的合約也日漸普遍,例如在歐洲。這樣的情況下,CSP反而對於提供HD品質語音更感興趣。
(本文作者為資策會Gartner資深產業分析師)