智慧製造2019.02.28

5G 玩的是什麼把戲?

飛飛

物聯網 自造者 創新

#瘋5G @全球首支 5G 智慧手機即將在美上市,首個 5G 商用通訊也將於南韓開通。2019 年才新春,我們已經跟 3G 說拜拜,迎來滿滿滿的 5G 新聞與話題。

5th Generation Mobile Networks 榮登今年科技界 It Girl 新主,讓我們一賭版面女王的迷人風采、一身精品行頭,當然還有她將如何顛覆你我生活的震撼影響力:

 

頻段

蜂巢式移動通訊,主要以一塊塊相鄰區域銜接成廣域覆蓋,其中最常見為六角蜂巢型的覆蓋區域單位。在無線電波頻率中,數字高低代表波紋振動多寡,而振動愈快,資訊載量就愈高;然而,愈高頻也代表繞射愈顯不夠力,容易產生通訊死角。因此,根據 3GPP 釋出版本,目前 5G的一般建議頻率分為用於高人口密度及高資訊載量空間的極高頻(24.25 - 43.5GHz*)段毫米波、填補死角用途的較低頻(6 GHz 以下)兩種,兼顧覆蓋率。以台灣的 4G 而言,其頻率仍落在MHz單位之間(700 - 1800 MHz),即可知 5G 威力。

 

波束成型 、 Massive MIMO

在 4G 及其幾個前代,基地台(Tx)與手機(Rx)之間的射頻傳送與接收,乃是由基地台天線發送訊號,手機搜尋後接收;其發射訊號為單向直線路徑。Beamforming,則取自類比訊號利用障礙物反射的物理原理,反向改由基地台天線搜尋手機天線,擔負複雜的演算定位後發送訊號;此可改善過往基地台訊號溢散問題、手機搜尋訊號之間的相互干擾。由於基地台所有天線採同步多工搜尋地面所有手機的作業,所有傳送與接收同步交叉進行,從而稱為 Massive (巨量) MIMO (多重輸出入作業),有別於過往個別天線單一作工。

 

網路切片

隨著網路虛擬化 ( SDN、NFV 等)技術愈發成熟與全面化進展,網路資源分配精緻化也自然浮上檯面;再加上,5G 特性包括基於同一基礎設施之上的異質化網路策略性運用,達成萬物聯網裡「大網包小網、小網連大網」,因此,將兩者結合後,透過 Network Slicing 就能依用途選擇最適切的通訊網路路徑,包括達成 D2D 裝置間通訊的高效率萬物互聯。譬如:自駕車 V2X 優先著重延遲性低、智慧零售通常資訊流量高,或是 LPWAN 低頻廣域網為相對於高頻的另一個異質化選項 。

 

5G NR  vs 5G TF

5G New Radio 為 3GPP 所使用 5G 規格的簡稱,其使用的 OFDM 技術,有別於不相容的 4G LTE,而稱為新空中介面 (NR)。5G Technical Forum  則為美國 Verizon 行動通訊供應商的 5G 規格,其頻率區隔、延遲性均不同於 5G NR。

 

在 5G 物聯網時代的遠景,工業智動化能即時連結全球數百座工廠,從遠端預測性維護單一機器人,到數百條產線變更預設,還能產業垂直整合連線,供需緊密配合;智慧零售讓消費者能從智慧語音助理下單,無人機送貨上門;自駕車能自動擷取智慧路燈所傳送訊息,機動選擇事故/塞車路段的替代選擇;智慧醫療能以 VR 協助手術導航;智慧安控能自動即時警示可疑事件。5G 通訊將階段性達成標凖規格,屆時就能實現高速低延遲資訊流,實務應用大規模數據、高演算負載, AI 也將能走向更深度的商業化成熟度 。

 

* 24.25 - 43.5GHz:參照主要 5G 搶先開通國家歐、美、中、日、韓及台灣的實際預定開放頻率。 另,美國亦提及可能開放 64 - 71 GHz 超高頻率。

延伸討論

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關於 SDN 與 幾個 Open 來 Open去一起建構 Smart IT 的那些事

飛飛
Software Defined Network 軟體定義網路,聽來很酷。這麼說來,網路可以丟掉實體設備?可以說是,也可以說不是。在全面轉向物聯網型態之中,資料流的節點將不再限於過往封閉式資訊系統,而走向更為開放式資料流(或可從越多新名詞採用 Open 相關名稱可見端倪),那麼這也意謂著處理資料流交換的網路體系將面臨更多挑戰,特別是像 IIoT 裡所必須連結各式各樣工控系統、同時處理類比與數位的感測訊號及各種不同人機介面的應用程式系統層面。
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自駕車準備上路中!

飛飛
對大部分的人來說,愛車是有生命有個性的,這可一點兒也沒錯。自駕車不僅僅是公共服務,也將可預見變身為陪伴車主上路、貼心懂車主心意的好夥伴,走向客製化乘車體驗。
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別懷疑,你就是自駕車首代乘客的劃時代見證人

飛飛
自駕車屢屢躍上新聞版面,卻一直只聞樓梯響,不見蹤影,總讓人覺得自駕車遙遙無期,又是科技神話?或許,大眾普遍更多的是遲疑,無法想像自駕車的安全保證。