5G網(wǎng)絡(luò)持續(xù)部署 企業(yè)專網(wǎng)未來性值得期待

隨著5G網(wǎng)絡(luò)持續(xù)在全球展開部署，具備節(jié)能和未來取向的5G產(chǎn)品組合，將發(fā)揮越來越明顯的優(yōu)勢(shì)。如果搭配整體性的部署方式，整體行動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的能耗可以降低更多。目前全球全球已部署了200多個(gè)5G商用網(wǎng)絡(luò)。放眼2025年，根據(jù)愛立信調(diào)查報(bào)告指出，5G將繼續(xù)擴(kuò)大規(guī)模，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)總能耗也會(huì)不斷降低。
由于無線接取網(wǎng)絡(luò)（RAN）產(chǎn)品和解決方案在整個(gè)行動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的能源消耗最大，因此愛立信強(qiáng)調(diào)，電信商將繼續(xù)以RAN能源效率為第一要?jiǎng)?wù)，因?yàn)檫@是既可以控制能耗又能提供用戶體驗(yàn)的唯一方法。目前已有電信商透過Massive MIMO 5G解決方案來減少基地臺(tái)耗能達(dá)到33％，同時(shí)還提升了30％的上傳速度，表示提高網(wǎng)絡(luò)效能并同時(shí)降低耗能將不再是不可能的任務(wù)。另外，從整體視角來看待網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)、擴(kuò)展和營(yíng)運(yùn)，進(jìn)而減少行動(dòng)網(wǎng)絡(luò)能耗的上升。這種方法也將有助于解決數(shù)據(jù)流量倍增的問題。

讓5G專網(wǎng)順暢運(yùn)作
5G專用網(wǎng)絡(luò)正在快速成長(zhǎng)。其市場(chǎng)規(guī)模也預(yù)期將從2021年的16億美元，成長(zhǎng)到2030年的650億美元。然而，通往5G專用網(wǎng)絡(luò)的道路，在其生命周期的各個(gè)階段，從開始部署到正式運(yùn)營(yíng)，卻也充滿了不同的挑戰(zhàn)。
5G專用網(wǎng)絡(luò)的啟用，特別是針對(duì)尤其是工業(yè)4.0的應(yīng)用案例，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的性能增加了更高的要求。所有的網(wǎng)絡(luò)組件，從設(shè)備、無線接入網(wǎng)絡(luò)（RAN）、Open RAN、到5G核心和多接入邊緣運(yùn)算（MEC）等，都必須以最佳效能來運(yùn)作。此外，端到端網(wǎng)絡(luò)性能也必須是最佳的。要克服這些挑戰(zhàn)，需要深入了解 5G專用網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用特性與要求。采用5G專用網(wǎng)絡(luò)的企業(yè)也必須熟悉支持這些網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)、部署選項(xiàng)和關(guān)鍵5G功能。
要能支持 5G的關(guān)鍵功能，從MEC、TSN到5G系統(tǒng)安全功能，都是讓5G專用網(wǎng)絡(luò)能夠順暢運(yùn)作的關(guān)鍵，特別是針對(duì)工業(yè)4.0的應(yīng)用環(huán)境。MEC可以實(shí)現(xiàn)智能制造中最為重要的低延遲特性，而5G TSN網(wǎng)絡(luò)則可以用來實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)備與其控制系統(tǒng)之間的準(zhǔn)確時(shí)間同步，至于5G架構(gòu)的資安能力則可以用來提高專用網(wǎng)絡(luò)的安全性。MEC這種多接入邊緣運(yùn)算架構(gòu)，使運(yùn)算能力在物理層面上更接近用戶，并有助于實(shí)現(xiàn)更低的延遲。MEC還可以有效分擔(dān)需要大量運(yùn)算資源的設(shè)備需求，例如AR眼鏡或無線機(jī)器人，透過5G數(shù)據(jù)鏈路，就可以將運(yùn)算需求從這些設(shè)備轉(zhuǎn)移至邊緣運(yùn)算計(jì)算機(jī)上，讓AR眼鏡或機(jī)器人架構(gòu)上可以達(dá)到更輕巧、更節(jié)能的設(shè)計(jì)。


 
圖一 : 5G專網(wǎng)可以提升多接入邊緣運(yùn)算效能，強(qiáng)化工業(yè)AR應(yīng)用。（source：是德科技）

5G專網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)域
Arm資深業(yè)務(wù)開發(fā)經(jīng)理暨首席應(yīng)用工程師沈綸銘指出，5G專網(wǎng)最主要的應(yīng)用場(chǎng)域包括需要大帶寬（eMBB）、廣連結(jié)（mMTC）、超低延遲（URLLC）且需要數(shù)據(jù)安全的場(chǎng)域.

智能制造／智能工廠
落實(shí)物聯(lián)網(wǎng)裝置管理、機(jī)器人和自動(dòng)化的使用。5G專網(wǎng)可提供生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控、控制和優(yōu)化，進(jìn)而提高生產(chǎn)率、減少停機(jī)時(shí)間并提高廠房的安全性。

智慧醫(yī)療與保健
例如用于遠(yuǎn)程手術(shù)、遠(yuǎn)程醫(yī)療和咨詢，確保關(guān)鍵的醫(yī)療數(shù)據(jù)能夠快速可靠地傳輸。

智能交通
用于車輛與交通裝置的互聯(lián)和自駕車。這些網(wǎng)絡(luò)可以提供車輛和基礎(chǔ)設(shè)施之間實(shí)時(shí)通訊所需的極低延遲、高帶寬和高可靠性，對(duì)于安全的交通運(yùn)輸至關(guān)重要。

智慧建筑
智能建筑使用傳感器、監(jiān)視器鏡頭和其他物聯(lián)網(wǎng)裝置來搜集有關(guān)建筑系統(tǒng)內(nèi)的運(yùn)作和環(huán)境條件的數(shù)據(jù)，然后使用這些數(shù)據(jù)來優(yōu)化能源使用、提高舒適度及安全性。5G專網(wǎng)可以提供支持這些技術(shù)所需的低延遲和高帶寬，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。例如，支持使用傳感器來檢測(cè)建筑物中各個(gè)空間的使用狀況，做為供暖，通風(fēng)和空調(diào)（HVAC）系統(tǒng)依據(jù)。也可以支持使用智能照明系統(tǒng)，根據(jù)占用率、日光條件和其他環(huán)境因素調(diào)整照明，更有效率的節(jié)省能耗。在監(jiān)視器應(yīng)用部分，5G專網(wǎng)可用于支持使用影像分析和面部識(shí)別技術(shù)，做為檢測(cè)及響應(yīng)安全威脅，執(zhí)行維護(hù)安全必要行動(dòng)，以提高智慧建筑的安全性。

5G專網(wǎng)特色
沈綸銘進(jìn)一步表示，5G 網(wǎng)絡(luò)速度更快，并具備低延遲及高帶寬等特色，提供更出色的效能、效率及成本，協(xié)助任何事物，在任何地點(diǎn)聯(lián)機(jī)。

高帶寬，超大容量
5G 網(wǎng)絡(luò)提供比以前的蜂窩技術(shù)更高的帶寬，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)更快的數(shù)據(jù)傳輸速率、并支持具有更苛刻帶寬要求的應(yīng)用。例如8K 分辨率串流內(nèi)容與 360 度影片增加更多混合實(shí)境應(yīng)用項(xiàng)目，提升游戲質(zhì)量、觀看體驗(yàn)等。虛擬現(xiàn)實(shí)和擴(kuò)增實(shí)境等應(yīng)用程序，也需要高帶寬才能提供流暢和沉浸體驗(yàn)。同理，智能制造、智能醫(yī)療保健和智能交通等領(lǐng)域的應(yīng)用，也需要高帶寬來支持實(shí)時(shí)通訊和控制。

近乎零延遲與可靠性
低延遲代表數(shù)據(jù)幾乎可以實(shí)時(shí)發(fā)送和接收。這對(duì)于工業(yè)自動(dòng)化、自動(dòng)駕駛汽車和遠(yuǎn)程手術(shù)等應(yīng)用尤其重要，在這些應(yīng)用中，即使是很小的延遲也會(huì)產(chǎn)生重大后果。在規(guī)劃5G專用網(wǎng)絡(luò)時(shí)，組織應(yīng)考慮其特定用例的帶寬要求。

大量連網(wǎng)
全面部署的 5G 使得一切事物都能連上網(wǎng)絡(luò)，從 Always-on 的筆記本電腦到智慧城市、智慧家庭及智慧農(nóng)業(yè)方面的全新創(chuàng)新項(xiàng)目。

完整 ON THE AIR軟件更新架構(gòu)
5G 專網(wǎng)需要隨時(shí)更新以維護(hù)其安全性、同時(shí)修復(fù)錯(cuò)誤并添加新功能。OTA 更新可透過無線方式將軟件更新推送到裝置和基礎(chǔ)架構(gòu)，無須以手動(dòng)方式更新或者直接在裝置上處理。此外，OTA 更新可以幫助確保專網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施都運(yùn)行相同的軟件版本，這對(duì)于保持兼容性和確保所有裝置能夠相互通訊非常重要。

裝置上軟件容易開發(fā)維護(hù)
軟件開發(fā)的便利性對(duì)網(wǎng)絡(luò)的整體功能、性能和敏捷性產(chǎn)生重大影響，進(jìn)而發(fā)揮其網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)，在快速迭代的的技術(shù)環(huán)境中保持優(yōu)勢(shì)。
●彈性：快速開發(fā)和部署新軟件應(yīng)用程序的能力，對(duì)于希望運(yùn)用5G專網(wǎng)優(yōu)勢(shì)的組織相當(dāng)重要。更精簡(jiǎn)、更高效能的軟件開發(fā)流程，可以加快創(chuàng)新速度并縮短上市時(shí)間，為組織提供競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
●客制化：5G專網(wǎng)可以設(shè)計(jì)為滿足組織的特定需求和要求。軟件開發(fā)的便利性允許組織客戶制其網(wǎng)絡(luò)以滿足其特定需求，無論是開發(fā)獨(dú)特的功能、或者整合在現(xiàn)有系統(tǒng)中。
●敏捷性：5G專網(wǎng)將具有高度動(dòng)態(tài)性和適應(yīng)性，能夠支持廣泛的使用情境。軟件開發(fā)的便利性可以促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)的快速更改和更新，使其能夠根據(jù)需要發(fā)展和擴(kuò)展。
●成本效益：簡(jiǎn)化軟件開發(fā)過程可以幫助組織降低與應(yīng)用程序開發(fā)、測(cè)試和部署相關(guān)的成本。

Open RAN的重要性
沈綸銘認(rèn)為，OpenRAN（開放式無線接入網(wǎng)絡(luò)）可以透過提供更靈活和開放的方法，來構(gòu)建和部署無線基礎(chǔ)設(shè)施，在5G專用網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮重要作用。傳統(tǒng)上，無線網(wǎng)絡(luò)與電信市場(chǎng)是高度垂直系統(tǒng)整合，使用專有的硬件和軟件解決方案構(gòu)建的，不但昂貴，同時(shí)限制了網(wǎng)絡(luò)營(yíng)運(yùn)營(yíng)商與電信公司創(chuàng)新和客制其網(wǎng)絡(luò)的能力。OpenRAN可讓無線基礎(chǔ)設(shè)施更加開放，靈活和具有成本效益，在市場(chǎng)上更具競(jìng)爭(zhēng)力。此外，OpenRAN可以使更多樣化的供貨商和供貨商生態(tài)系廠商，共同參與5G專網(wǎng)的開發(fā)和部署，進(jìn)而促進(jìn)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新和競(jìng)爭(zhēng)，這也可視為臺(tái)廠的新機(jī)會(huì)。

以5G專網(wǎng)打造智慧港口


 
圖二 : 5G專網(wǎng)可用于打造智慧港口。（source：愛立信）

5G專網(wǎng)的應(yīng)用場(chǎng)景之一，就是港灣的智能轉(zhuǎn)型。根據(jù)國(guó)際海運(yùn)總會(huì)的資料，航運(yùn)促進(jìn)了全球近九成的貿(mào)易活動(dòng)。而臺(tái)灣在2021年的貨柜量也創(chuàng)下歷史新高。但伴隨著運(yùn)量成長(zhǎng)所衍生的塞港與環(huán)境永續(xù)議題，也引發(fā)港灣智慧轉(zhuǎn)型的浪潮。愛立信調(diào)查也指出全球港口所面臨的四大挑戰(zhàn)，透過5G專網(wǎng)打造智慧港口將能有效應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)。

愛立信指出，現(xiàn)今全球港口主要面臨「經(jīng)營(yíng)管理」、「壅塞問題」、「人員安全」與「環(huán)保永續(xù)議題」等四大挑戰(zhàn)。在經(jīng)營(yíng)管理層面，全球港口的場(chǎng)站空間有限，76％港口營(yíng)運(yùn)商將優(yōu)化碼頭和場(chǎng)站運(yùn)作視為最重要的任務(wù)。另外，全球缺柜、塞港問題也將影響商港貨物裝卸量。場(chǎng)站壅塞除了會(huì)造成作業(yè)效率降低，減少裝卸量外，也因船舶引擎皆持續(xù)空轉(zhuǎn)排放出二氧化碳，而對(duì)造成環(huán)境沖擊。此外，調(diào)查還發(fā)現(xiàn)有近42％的海運(yùn)傷亡事故或意外都發(fā)生在港區(qū)，彰顯港口人員安全重要性。

由于智慧港口仰賴高度自動(dòng)化，透過5G企業(yè)專網(wǎng)可提供全面性的連網(wǎng)方案以滿足其對(duì)為帶寬、裝置密度和低延遲的要求。在愛立信所提出的五大智慧港灣應(yīng)用情境，不僅能降低營(yíng)運(yùn)成本與碳排量，還可提高投資報(bào)酬率。

結(jié)語(yǔ)
放眼全球制造業(yè)，對(duì)5G的采用比重正在持續(xù)增加。近期研究單位針對(duì)1,000家企業(yè)組織的高級(jí)管理階層進(jìn)行的一項(xiàng)調(diào)查中，有30％的人表示他們正在評(píng)估階段，甚至已經(jīng)開始有采用的規(guī)劃，而40％的受訪者更表示在未來兩年內(nèi)將在單個(gè)站點(diǎn)大規(guī)模采用5G。更重要的是，有64％的企業(yè)表示他們計(jì)劃在未來三年內(nèi)采用基于5G的邊緣運(yùn)算服務(wù)，另有超過三分之一的受訪企業(yè)組織表示更愿意部署5G專用網(wǎng)絡(luò)。這樣的調(diào)查結(jié)果也顯示出5G專用網(wǎng)絡(luò)未來在企業(yè)市場(chǎng)與工業(yè)環(huán)境還有更大的成長(zhǎng)空間。當(dāng)然，5G專用網(wǎng)絡(luò)還是具有很多的挑戰(zhàn)亟待解決，包括穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)覆蓋率、連接性和穩(wěn)定性等，都是在企業(yè)與工業(yè)應(yīng)用中不可或缺的關(guān)鍵。盡管如此，5G專用網(wǎng)絡(luò)的未來性還是令人期待。