物聯網、VR、人工智慧,通通得仰賴的次世代通訊規格─5G

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本篇是通訊產業專題的第五集——5G 篇。

通訊產業的軍備競賽

從 1G 到 4G 的演進,行動通訊技術幾乎每 10 年就會推出新一代的標準;而通訊標準,正是通訊產業利潤的最核心,不但能坐收通訊專利費,還能掌握晶片和基地台的技術,可以說不只是通訊產業本身、更是攸關各國國力。

各家廠商在通訊標準之爭上宛如軍備競賽一般的緊張刺激。

 

通訊產業鏈

讓我們再為大家回顧一次這五十年來,通訊產業的競合狀況:

> 1970 – 1980 年代的 1G,摩托羅拉幾乎壟斷了全市場,成為類比通訊之王。

> 1991 年開始,2G 數位通訊的崛起,讓 Nokia 與 Sony Ericsson 等新手機廠商取而代之、並延伸出 GSM 系統的 TDMA 技術與高通的 CDMA 技術之爭。(通訊基本名詞與1G/2G篇 – 衰頹的類比通訊之王 Motorola)

> 3G 時讓高通以 CDMA 扳回一城、坐收他國專利費;且 2001 年當時3G標準便已被提出,可惜使用人數不多、還導致了一場歐陸電信商以過高價格競標3G執照、後來無法回收成本的大泡沫,直到2005年時智慧型手機的普及,方使3G網路使用人數遽增。(3G篇 – 掌控你手機晶片與通訊技術的霸主高通)

> 最後 4G 時代,3GPP 組織以 OFDM-MIMO 技術為基礎作為 3.9G LTE 標準、以 LTE-Advanced 作為 4G 標準,成功將 Intel 等 IT 界大廠組成的 WiMax 聯盟、和高通主導的 UMB 組織通通擠到一邊。(你有聽過台灣納稅人的血淚WiMax嗎?中離王Intel與榮景不再的高通—4G 篇)

2035 年,全球 5G 產業鏈將創造 3.5 兆美元 (約 100 兆台幣) 產出,同時創造 2200 萬個工作崗位,超過了今天整個行動裝置市場的價值,相當於 2016 年全球財富 1000 強企業中前 13 強企業的的營收總和 。

 

5G跟我有什麼關係?有什麼厲害之處?

你可以想像 3G 和 4G 在做什麼,那 5G 呢?

根據國際電信聯盟 (ITU) 發布的聲明,5G 標準制定將從 2016 年初開始、逐步定義 5G 的技術與性能要求,2017 年開始 5G 國際標準徵集,最後於 2020 年完成。

5G 願景承載著海量、實時 (In-Time) 且高速的通訊需求:

> 更快速度:從 4G 的 100 Mbps 為單位、5G 可高達 10 Gps、比 4G 快達 100 倍,輕鬆串流 3D 影片或 4K 高畫素影片。

> 更大容量與更低功耗:為了物聯網 (IoT)、智慧家庭等應用,5G 網路將能容納更多裝置連結、同時維持低功耗的續航力。

> 更低延遲:工業 4.0 智慧工廠、車聯網自動車等遠端遙控設備,都必須即時傳輸資訊。

5G 願景包含了:智慧家庭、IoT物聯網、自動車/車聯網、3D 影片與 4K 高清影片下載、VR/AR、機器學習等新興技術。

 

現階段的 4G 網路在 2009 年推出後,至今已就入成熟期、難以滿足這些新興技術的需求,故人們對於 5G 標準的呼聲越來越高。

在筆電、手機等終端裝置的技術與市場皆已高度成熟、再難以看到成長的情況下,大廠們也無一不期盼 5G 網路能帶來更多新型態的服務和應用。

簡單來說,就是 2020 年 5G 系統商用之時,必須達成資料傳輸更快、更大量、更不耗電的目標

一如當年 3G 網路與智慧型手機的相輔相成。可以說 5G 的出現,將對於半導體產業和終端應用產品造成革命性的波瀾。

 

5G 技術是什麼?誰最有望成為新一代5G巨頭?

不過話說回來,5G 技術到底是什麼呢?

答案是:還不知道。只知道需求要更好更快更省電,但要怎麼做到?再說… (´c_`)

5G 規格還未整合,今年以來、每個月電信商、設備商 3GPP 都在不斷地開會 release,採用的技術可能會一直修改,到目前為止也還沒有一個定論。

目前是各國大型電信商 ,包括日本 DOCOMO、中國移動、美國 Verizon…  等廠商開出通訊需求,比如上述提到的──速度要多快、容量要多大、功耗要多低云云,再要求晶片設計商,如:高通、聯發、展訊… 等依據需求提供晶片樣本來演示。

3GPP 聯盟再從中候選的技術中,進行討論、表決。比如 2016 年 11 月華為在標準制定會議上成功將自己的 Polar Code 專利推為 5G 短碼標準,並將持續在接下來的標準制定上與高通、Ericsson 等通訊大廠角力。

老實說,到目前為止 5G 還沒有什麼令人耳目一新的技術──不像 2G 到 3G 有高通的 CDMA 技術橫空出世打敗原本的 TDMA,然後 3G 到 4G 時以 OFDM 技術打敗了原本的 CDMA,從 4G 到 5G 並不是革新,而是演進。

高通在 2015 年 10 月舉辦的 5G 研討會中,便表示開發方向仍是在 4G-LTE 標準的 OFDM 上再去做改進 (比如調變方式等)。

至於目前最有望成為新一代 5G 霸主的廠商,分別是引領通訊和 IT 產業兩大巨頭──從今年 (2017) 1 月的 CES 大會以來吵得最兇的高通和 Intel,將會在不久後在 5G 設備上互別苗頭。

 

5G 霸主爭奪戰:高通與 Intel

開發通訊標準和相應能支援的硬體行動裝置,順序通常是基地台佈建、晶片商開發、手機廠開發。

高通的優勢,在於 5G 是 4G LTE 標準 OFDM 技術的演進,同時在 ARM 架構晶片架構與 Baseband Moedm (基頻處理器) 技術上領先並壟斷了晶片市場,不但握有許多關鍵專利,更在品牌效應和龐大的過往客戶基數上令競爭者難以突破。

另一方面,Intel 先前一度對 ARM 架構晶片發出挑戰、想以 X86 架構晶片打入行動裝置市場;然而卻不敵益趨完善的 ARM 生態系,最終在 2016 年 4 月,停掉「Intel Atom」處理器業務 (內部包含代號 Sofia、Broxton 等兩款針對行動裝置設計的處理器)。

當時 Intel 的最大對手與其說是 ARM,事實上是高通的晶片解決方案。(若對此段說明不清楚的讀者,歡迎參考:看ARM如何搶走英特爾的X86市場─CPU市場上的逆襲 一文)

無論是 4G 通訊上以 WiMax 進軍通訊產業的野心、還是行動裝置處理器的晶片市場, Intel 可以說是在衰頹的桌上型電腦市場之外力思突破、力挽狂瀾,然而卻連續打了兩場敗戰,背後最大的對手可以說都是高通。

雖然屢次在行動通訊市場上出師不利,在來勢洶洶的 5G 戰爭上,Intel 想當然爾還是不會放過寶貴的市場機會。因而 Intel 動作相當積極,在今年 (2017) 3 月便已宣布推出名為 XMM 7560 的 2G / 3G / 4G 基頻晶片,可支援最大 1Gbps 下載與 225 Mbps上傳速度。

除此之外,Intel 更關鍵的優勢在於──5G 的許多關鍵應用又是與雲端運算息息相關,也意味著通訊高度仰賴著 Intel X86 架構伺服器。而在資料中心及伺服器晶片市場上,搭載 X86 架構晶片的高達 99%,幾乎壟斷了全部的伺服器市場。

未來將如何發展、雙王爭霸孰贏孰敗,還讓我們拭目以待。

一路和大家從 1G 聊到了 4G、瞭解了各家企業在商場和技術上是如何驚心動魄地爭鬥。到今天為止,關於通訊產業鏈的故事就在這邊結束了。

不過… 通訊產業系列可還沒完呢!這一篇我們並沒有很清楚的討論:「為什麼通訊產業和雲端運算有關係?」也就是說,要想瞭解 Intel 在 5G 上為什麼會有著比高通更有優勢的突破點,就必須要瞭解雲端運算在通訊產業上的影響。

事實上,通訊產業不但和雲端運算有關係,這還是足以顛覆現有通訊體系的關鍵呢!網路架構的創新也是電信商在 5G 的布局。

(想想 5G 應用所打出的廣告──虛擬實境、自動車… 哪一個不需要雲端運算!)

因此在下一篇,我們將為大家介紹除卻標準制定之外,電信商因應雲端時代、對於流量與彈性化的控制需求──SDN/NFV 的意義與商業影響。

One Reply to “物聯網、VR、人工智慧,通通得仰賴的次世代通訊規格─5G”

  1. 江淑芬 說:

    科技始終來自於人性灬
    科技始生活中的一切灬
    科技讓人與人之間的關係、距離塞産生巨大的變化⋯⋯
    科技更產生的灬更多機會給年輕人成就自己的人生夢想!
    期待…在一切更便利的同時!安全、簡單使用是我這個年紀重視的。

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