2020年6月，第5代行动通讯系统（5G）在台湾开始商用。许多人也已经在使用5G相容的智慧型手机，但直至2022年年底，用户渗透率才突破25%，但5G区域覆盖却达到94%左右。虽然一般手机用户并不了解，但5G可以实现的功能和性能，是在假设与4G之前的手机服务不同的背景下被期待的。

在3G之前，个人用户手机的应用是以无线通讯目标，而制定了技术规范，以及大量增设基地站等通讯基础设施。而由於技术的进步，也提高了通讯速度和传输量，新一代的通讯标准，也从以提供语音通讯和文字讯息为主的2G发展到3G，达到可以浏览网路和交换照片。

发展到4G之後，影片的观看和高阶网路服务应用更是如雨後春笋。不过，从这一系列的演进来看，没有变化的一点是，无线通讯还只是一种通讯基础设施，主要设定在个人使用的终端间交换资讯。而今天5G通讯，却已经提升到是以在城镇、工厂、办公室和家庭中使用、让设备和设施之间交换讯息为目标而开发的通讯基础设施，而目标则在实现IIoT。

当然，5G通讯也具有提高智慧手机的效能，因此技术规格中还包含许多功能，这些功能对於构建出能准确掌握事物、环境状态，和变化的先进IIoT建设非常有用。例如，峰值速率为20 Gbps的高速、大容量通讯，对於资讯设备之间密集交换数据是非常重要的。

就如同，5G通讯能在1毫秒或更短的低延迟的能力，这是组合了多个设备，并能提供像单系统一样运行所需的性能。使得5G通讯拥有在1平方公里的区域内，可同时连接多达100万个终端的能力，这对於需要同步存取大量分布式物联网设备更是至关重要。

虽然目前的5G基础设施服务区域，已经超过90%的人囗覆盖率。但期??着因此可增加IIoT的应用，来执行通讯目标的系统已经通过转移现有设施来实现，并不意味可以马上被实现。不过，随着持续的基础设施和IIoT系统建设，以及运营的加速，可以预见的到我们的生活方式、商业和社会活动将发生巨大变化。

配置Local 5G网路的能力

而目前应用在工业或基础建设领域的5G通讯技术为Local 5G。但是Local 5G与区域性无线网路不同，并非可自由的建设相关应用网路或设置设备。

以日本为例，如果电信或相关业者计画进行Local 5G建设前，需要取得区域频率许可，作为自营5G网路建设和运营，这会与电信业者运营的公共5G（Public 5G）分开。但透过手机系统所使用的5G技术，却可实现比目前专网主流的Wi-Fi更安全、更稳定的通信品质。

日本和德国是世界上第一个采用为其自己的5G网路授予频谱许可机制的国家。而这种Local 5G 5G系统的考虑背後，其实是和复苏当地区域经济规划有相当大的关连度。

但是毫米波频段（28GHz频段）受限於自身的条件，只能进行区域部署，难以覆盖到全国。这是因为毫米波波段具有「难达远」的电波特性，需要极其庞大数量的天线设施才能覆盖广阔的区域。

然而，随着许多5G解决方案的示范实验已经进行，并且其特点也逐渐确立，因此无论在哪个地区，比起公共5G来说，Local 5G对於产业的应用是更加适当。

5G网路设备由四大设备所组成，包括：5G核心网路（5GC）、CU（中央单元）、DU（分散式单元）、RU（射频单元）等（图一）。

图一 : 5G网路设备由四大设备单元所组成。（source：情报通信总合研究所）

● 最靠近外部网路的一侧则是为5GC，而通讯的主要控制也是在这里。

● 在5G中，通常称为基站或RAN（无线存取网）的内容分为三个部分：CU、DU和RU。透过为每个分配功能，可以更轻松、更灵活地配置网路。

● 离终端最近的一侧是RU，发射和接收无线电波的天线是RU的一部分。

对於小规模的本地5G网路，上述四种设备中的每一种都可以配置一个系统，但需要多个RU来构建一个覆盖广域的系统。此外，如果在多个站点引入本地 5G 并统一管理它们的系统，则将需要多个DU。

而根据Nikkei Crosstech Active的资讯搜集，目前在日本提供Local 5G相关设备的业者已经愈来愈多，包括了：

● NEC 的Smart Connectivity's Local 5G Service Menu, Sub6 Starter Pack等：NEC

● FUJITSU的Network PW300、专用无线托管服务等

● Apresia的AERO系列

● Cisco的Private 5G

● ABIT（日本）的AU-650系列

● NTT东日本的Giga-raku 5G

● NTT Communications的Local 5G服务

● Ranger Systems的Local 5G建设/导入支援服务

● OKI的Local 5G支援服务

● MIRAIT的Local 5G无线区域建设方案

● Kyocera Mirai Envision的Local 5G导入支援服务

● NTT DATA Business Solutions的Local 5G解决方案

让5G+实现智慧的未来

制造业和建筑业是最先使用数位分身（Digital Twin）的产业之一。在设计汽车或飞机零件时，数位分身可用於减少原型制作所需的时间。在使用实际设备进行原型设计时，有必要考虑到用於原型设计的现有设备的可用性，以及材料、工具的采购期，但使用数位分身，在原型设计时就可以开始进行（图二）。

图二 : 数位分身技术使整个制造过程自动化。（source：DIC）

所以能够即时交换大量资料的通讯基础设施，对於在制造业中使用数位孪生和人工智慧就变得至关重要。随着5G的全面部署，制造业的数位化可获得进一步的进展。除了数位分身和人工智慧利用外，5G的高速通讯也是将作业人员的老年性，和隐性知识技能得以视觉化、数位化，进而把经验保存下来。

例如，NEC的人力资源开发和技术，就可以将转换为视讯的内容，上传到云端的工作手册，随後可以在任何地方，透过平板电脑终端或其他设备上轻松观看。并且还能透过语音进行操作，即使双手因为满满的工具而无暇操控，人员也可以有效地学习技能而不必停止工作。因此可穿戴设备和XR技术与5G的结合，可改变纸质手册难以分享和传递的专业知识。

为了实现这一愿景，分散式边缘云端、企业专用网路、人工智慧（AI）和机器人技术等网路和运算能力必须以安全的方式结合在一起，我们称之为5G+的平台提供。

这个想法将融合企业运营技术，和工业资讯和通讯技术（ICT），并以「作为一种服务」被消费，让用户可以随时随地存取工具和技术。5G已经成为这一未来现实的推动者，不仅带来了连接性的提升，还带来了架构转变，透过这种转变，云端运算可以整合到网路中并移动到边缘。

例如，5G+是一种分层架构，可实现蓬勃发展的企业应用平台市场，使公司能够利用开放性的应用程式介面（API）充分利用5G+网路的潜力。而更将会有新的商业模式来促进5G的跨产业采用，实现高级服务的无摩擦消费，并在整个价值链中带来可衡量的收益（图三）。

图三 : 云端综合网路（5G+）分层架构。（source：EY Consulting）

正在进行的三个Local 5G验证例

一家国际知名的R公司，在办公室安装了SA（独立）型Local5G作为制造现场DX（数位转型）的一部分。因此针对生产数位彩色多功能事务机的量产组装制程，透过所安装的Local5G中管理云端SIM卡的5G Core，在工厂的基地台设置了CU/DU（Central Unit/Distributed Unit），并且在生产线上装设Sub6频段（4.9GHz）5G无线电波的系统，透过这个机制而开发了出简化制造过程的技术，达到多设备同时存取和低延迟。

利用360。相机和串流技术

透过独家专有的串流媒体技术，将360。的相机悬挂在生产现场的天花板上，作为高速、高容量5G影像通讯设备，通过它们的结合，构建了一个可以实时获取4K、360度高解析度的直播视讯系统。悬挂式的360。摄影机架受在轨道上，达到可移动摄影的目的。因此，远端观看者可以在设备上自由操作视点和放大缩小，如临其境般四处走动，实时掌握整条生产线的状态（图四）。

图四 : 在生产线架构高解析度的直播视讯系统。（source：Digital Shift）

利用网路技术获取生产设备资讯

利用多个5G网路的同时连接，在生产线上中布建大量模组後，将各种感测器、摄影机等连接到Raspberry Pi的平板电脑，来收集即时所生产的数据，推动生产现场的数位分身机制。

近年来，随着这种DM（数位制造）的推广下，生产过程中的因为无线设备数量不断增加下，常常因RFID、Bluetooth、Wi-Fi等现有无线频道重叠导致的通讯失败，也成了实际导入时的一大问题。除了将频段进行整合外，建立一个稳定的通讯环境，同时利用5G 增加未来的设备数量，也是未来通讯技术应用在生产线上的一个大挑战。

使用AR技术来支援现场

透过5G的低延迟特色，在采用微软的HoloLens2和Dynamics 365 Remote Assist，可以将工厂的生产线和办公室的即时影像连接起来，达到共享现场影像来提供技术上的支援，即时观察实际生产的产品，并且透过叠加在影像上的箭头指示和低延迟通信，更可以感受到支援者就在身边，来可克服所有突发或各种问题（图五）。

图五 : 透过叠加在影像上的箭头指示和低延迟通信，可以感受到支援者就在身边。（source：Digital Shift）

五角大厦支持开发和测试6G技术中心

不只产业，连美国国防部也不得不认真考虑与面对5G和6G时代的到来。

美国五角大楼厦近年来在军事基地启动了多个5G试验项目和实验，希??该技术能够提高军事能力，例如用於任务规划和训练的AR/VR、用於物流的「智慧仓库」以及分散式命令和控制。但该部门也在进行有针对性的投资，试图协助为下一代系统奠定基础。该专案被称为Open 6G，是五角大厦创新的Beyond 5G（IB5G）计划一部分，该计划目的在促进下一代网路技术的发展。

IB5G项目主管 Sumit Roy表示，「国防部对推进5G到NextG的无线技术和概念非常感兴趣，这些努力代表了我们透过公共和私营部门合作，来针对关键的Beyond5G技术进行研发的持续投资，这些技术是为未来战士实现高性能、安全和有弹性的网路操作所必需的。」

美国国防部强调其他近期的IB5G计划，包括了与Zylinium Research合作的新频谱交换安全性，和可扩展性专案，重点是利用先进的动态频谱分配技术；以及与Nokia Bell Labs合作开展的「从MHz到GHz的大规模多输入/多输出（MIMO）」等专案，希??探索出能够跨不同频段，和频宽扩展MIMO的技术，进而提高无线战术的弹性和传输量。