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整理包/6G 時代快來了! 5G 開啟通訊新時代 搶攻低軌衛星的 B5G 技術是什麼?

5G、B5G、6G通訊技術發展影響力不亞於工業革命。 聯合報系資料照
5G、B5G、6G通訊技術發展影響力不亞於工業革命。 聯合報系資料照

本文共3572字

經濟日報 新聞部新媒體中心/編輯徐建峰整理

2020年被稱為5G元年,至此,不管是在AI、低軌衛星、3C產品上都帶給我們不小的變革,如今,市場看準科技浪潮下的趨勢,正緊鑼密鼓的布局B5G,而在不久後,6G技術也有望正式實行。《經濟日報》整理相關資訊,供讀者參考比較。

首先,簡單解釋,我們使用智慧型手機通話,這就是無線通訊,依靠電磁波作為「訊號」發送,電磁波的波長會影響振動頻率,在不同的「頻率」上效果會有所不同。頻率越低,訊號傳遞越遠,但頻寬(頻率寬度)越小,高頻率則反之,而所謂的頻寬就是吞吐你傳輸資訊的容量。

5G技術開啟無線通訊新時代

5G(第五代行動通訊網路;5th generation mobile networks )自2020年進入市場,因為技術上頻率較高且擁有較大頻寬,換言之,有更快的傳輸速度,極度被看好作為新一代通訊、自動化、物聯網等發展。根據數據調查,理論上5G的網路速度比4G快約100倍,再加上延遲部分低於4G 50倍。

經濟日報/製表
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此外,當一地區的人口密度隨著時間提升,若基地台密度並未伴隨增加,用戶使用效率將會被打折扣,對此,儘管基地台數量需求量較多,但5G技術擁有在相同單位面積下供應更多用戶的「高密度連結」特性。

速度與大小單位不同須換算:「網速」升級成1G( Gbps ),轉換成「數據大小」須除以8,可得到1秒鐘傳輸約100 MB( MegaByte ) 的速率,並非直接理解1秒鐘即可傳輸1GB的檔案

5G曾掀搶頻寬大戰?

5G 頻段運用大致上可分為兩個,一個是頻率範圍介於450MHz 至6GHz 之間的 Sub-6,以及在24GHz 至52GHz 的 mmWAVE(毫米波),而在台灣,前者技術設備較成熟,也因為與現行4G LTE 頻段接近,相較毫米波,5G Sub-6基地台部屬較容易,在同單位面積可以連接的人數也比毫米波來的多,不過, 也因為 Sub-6頻段部分已被4G 占用,所以 Sub-6能夠釋出的頻段相對稀少。

由於不同頻段若交互共用會有干擾問題產生,所以,在台灣由國家通訊傳播委員會(NCC)統籌分配,能釋出的頻段變少了,電信業者在5G通訊發展之初想要取得先機,在特定頻段,尤其是 Sub-6中的3.5GHz 頻段,拿到最多頻寬成為當務之急,也因此先前才會有電信業者掀起的「5G頻寬競標之亂」。

經濟日報/製表
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自駕車、萬物聯網時代來了?

相較之下,毫米波完全無助於5G發展嗎?答案是,不會。毫米波因為波的穿透力極弱,需要鋪設大量的基地台,且現階段技術成本高,短時間內無法擴大應用,但本身的高頻率和頻寬大,以及與 Sub-6頻段受限不同,因為鮮少被開發使用,它的範圍相對大非常多, 甚至被譽為才是真正的5G(real 5G)。

你有看過幾乎都是自動化運作、生產的工廠嗎?當我們能時刻監控工廠設備,優化產線流程,提升生產效率,並在設備顯示異常前即時或提前修補錯誤。或是,在物流方面,能做到庫存優化管理,針對不同貨品和載具精準追蹤。這些針對特定產業、公司等小區域密集性的聯網數據蒐集,就可以仰賴5G毫米波技術打造的5G專網,以更快、更有效率的方式辦到物聯網(IOT)需求。

物聯網、自駕車有望因5G技術得到突破性發展。圖為示意圖。
物聯網、自駕車有望因5G技術得到突破性發展。圖為示意圖。

此外,自駕車是近年研發的重點對象,以現在技術而言,因為無法做到100%零風險,市場對其仍有疑慮,未來透過5G毫米波技術,高傳輸速度和低延遲,讓自駕車能夠即時反應和應對所有路況,將不再只是空談,當然,前提是基地台已有一定規模。

5G未普及卻已有B5G先行?

不只5G,市場也正熱絡布局 B5G(Beyond 5G)技術,效能則是更加提升,傳播速度不僅較5G再提升10至百倍,延遲也會縮短到僅0.0001秒。

不只速度變快,以現今通訊設備的建置都落在地面上,當用戶在移動、或位於偏遠山區等地時,通訊時常不良,甚至因此斷訊,同時,海底電纜等網路通訊設備恐因外在、天災等因素影響,「斷訊」風險仍大。另外,再寬的路隨著車流持續提升,總會有被塞滿的一天,故擴增新頻譜造就新的通訊技術也是必然的發展。(延伸閱讀MWC今年3大看點 AI、5G-A成為全場「科技光明燈」

低軌衛星成技術關鍵

低軌衛星示意圖。(美聯社)
低軌衛星示意圖。(美聯社)

低軌衛星藉由控制衛星高度,不但能有效降低波穿透、頻率等問題,還能大面積覆蓋原本地面基地台接觸不到的地方,儘管部分衛星仍須要透過地面接收站傳遞訊號,發生問題一樣斷訊給你看,但經過改善,以及強化衛星間的訊號傳遞,當接收器就是衛星本身,未來火車、船舶上使用網路通訊皆能暢行無阻。

近年掀起一波低軌衛星熱,儼然成了新的國際軍備競賽,2022年特斯拉執行長馬斯克旗下的火箭公司 SpaceX 承國際之先,商業化啟用由逾千顆衛星組成的星鏈(Starlink)如今,也正如火如荼的進行 Starlink2.0計畫。(延伸閱讀VIP/星鏈2.0 台廠進補

不知道低軌衛星如何運作,有哪些台廠參與其中嗎?

整理包/國家太空隊動起來!低軌衛星商機大爆發 各廠布局、概念股一次看

在藉由B5G技術降低延遲下,金融交易、數據同步等功能預料能有更進一步成長,成為國際上大力推動的下階段通訊技術之一。

台灣方面,中華電與英國衛星商 Eutelsat OneWeb 簽訂代理合約,訊號最快2024年底前就可以「落地」台灣,據傳,中華電目前也正與亞馬遜旗下、全球第三大低軌衛星服務商 Kuiper 積極談合作,並與另一家低軌衛星大廠加拿大 Telesat 秘密接觸中。(延伸閱讀台灣低軌衛星通訊時代來了 中華電與全球二哥 OneWeb 簽代理合約

通訊改革百家爭鳴 得6G者將得天下?

全球6G標準制定開跑,台廠成為美國與歐盟拉攏對象。(本報系資料庫) 陳律安
全球6G標準制定開跑,台廠成為美國與歐盟拉攏對象。(本報系資料庫) 陳律安

隨著通訊逐代更迭,加上技術應用普及,6G技術研發也動起來了,根據理論推斷,6G(第六代通訊技術;6th Generation)的資料傳輸率將是5G的十倍至百倍(因為技術尚未成熟,暫無法確認與5G、B5G實際差距)。

太赫茲技術是什麼?

太赫茲技術做為6G的應用技術備受討論,簡單介紹,太赫茲頻率達到兆赫茲以上,單位為T( Tera ),所以才有太赫茲一詞。太赫茲的頻段落在0.1 THz~10 THz,因為比5G的毫米波頻率再更高,頻寬更高、傳輸速度更快。

但根據頻率越高繞射效果越差這項原理來解釋,發展6G遇到最大的困難將會是訊號實在有夠差,以及訊號來源是否穩定,前者因為繞射效果差,訊號傳遞跟著變差,連帶傳遞範圍也會再縮小,另外,目前仍沒有完美的方法能夠穩定的創造太赫茲,再加上相關元件造價高昂,讓6G成為原則上可行,現實卻仍是窒礙難行的窘況。

各國6G布局

雖然距離6G普及發展仍有大段距離要走,但近年包含歐美、日韓、中國都陸續發布6G白皮書,作為通訊技術定義指標的國際電信聯盟無線電通信部門(ITU-R)與3GPP(第三代合作夥伴計劃;3rd Generation Partnership Project)也逐步規劃6G藍圖。

經濟日報/製表
經濟日報/製表

綜合各國願景,多數以2030年為一分水嶺,美國甚至已經先行開放部分頻段進行試用,其中,各國組團打架,如歐盟有6G旗艦計畫(Flagship Initiative)、中國組建6G聯盟NGA,美國則有Next G聯盟。日本方面由國家研究開發法人情報通訊研究機構主導、加上富士通等廠全力研發。至於,韓國則有韓國電信、LG U+,及三星、韓國科學技術院(KAIST)等通力合作。若技術方面無礙,不僅網路受惠,更還能上升到量子電腦、飛天車、全息通訊、全域覆蓋等領域,科幻電影中的場景將逐漸印入我們生活中。 (延伸閱讀VIP/「無人車滿街跑」 6G時代來臨 你的生活會有什麼不同?

承襲5G迎接6G時代 台廠迎商機

網通族群受惠5G、B5G商機。 圖/網路照片
網通族群受惠5G、B5G商機。 圖/網路照片

當科學部分全力衝刺,技術、設備方面也不會落人後,5G產業鏈涉及廣泛,凡是與5G沾上邊的都可以成為概念股,大致區分為三類,首先,與網路通訊設備、基地台相關元件,有射頻元件、天線、電纜、基地台、網路交換器等類別,再到5G產品的晶圓設計、製造、代工、封測,研製最下游的品牌商都將受惠。此外,隨著B5G技術發展,低軌衛星族群預料也將有不錯表現。

而最主要的網通族群包含聯發科(2454)、智邦、光寶科等台廠有望迎商機。接著,也有望帶動射頻元件族群,包含昇達科、啟碁、立積等台廠。

另有,PA三雄穩懋、全新、宏捷科也有望受惠。電信部分則有台灣大、遠傳、中華電信。不僅個股表現活躍,券商看好5G發展,還瞄準 ETF,推出元大全球5G 、元大全球未來通訊、元大全球 5G 關鍵科技、國泰台灣5G+、復華中國5G等。

(資料來源:記者黃晶琳)


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