帳號:
密碼:
CTIMES / 文章 /   
5G為AIoT應用帶來最終完成式
 

【作者: 籃貫銘、王岫晨】   2021年06月29日 星期二

瀏覽人次:【1061】
  

今年最重要的5G發展,就是毫米波(mmWave)的推進。相對於Sub-6 GHz頻段,毫米波它的頻率更高,能帶來更高的傳輸效能,意味著更大的頻寬和更快的速度,即將落實到終端應用上,而這也是5G真正的完成式。


毫米波讓5G應用更完備

從3GPP的頻率規範來看,現行的5G毫米波頻段,是從24 GHz到100 GHz之間,波段的頻率非常高,相對的訊號傳輸的性能也更強大。單就物理的原理來看,單一時間內的訊號開關次數越多,所能帶來的數據量自然越大,而這也是毫米波最吸引人之處。


而從相關供應鏈的布局,也可以看出來毫米波正是今年市場的發展重點。首先在晶片商方面,台灣的聯發科在今年初,總算是發表了整合毫米波頻段的數據機晶片,終於跟Sub-6 GHz雙劍合璧,正式迎來了完整的5G時代。


聯發科的動作為什麼重要?因為他們在行動通訊晶片市場中,是屬於第二層(2-Tier)的供應商,他們若也發表了對應毫米波的解決方案,意味著毫米波即將從少數的頂尖市場轉向大眾市場。特別是聯發科在5G時代一直是先行推出產品的業者,但始終沒有支援毫米波,如今也發表了毫米波的解決方案,意味著毫米波應用要開始進入起飛期。


在從電信設備的進展來看,包含諾基亞(Nokia)與易利信(Ericsson)已陸續與相關供應商完成了毫米波的測試,並獲得了良好的成果,且電信業者也開始進入服務整備的階段。


網路特性適合工業領域 智慧工廠導入先行


至於毫米波對哪些應用特別有優勢呢?首先,從性能來看,由於毫米波速度快,頻寬大, 因為對於數據吞吐量大的應用來說,就十分合適。例如數據傳輸量很大又講求高速低延遲的IIoT智慧工廠,多人使用的體育場館,或者交通較為繁忙區域的車聯網等,都是適合導入毫米波的場景。



圖一 : 5G毫米波頻段,是從24 GHz到100 GHz之間,訊號傳輸的性能也更強大。
圖一 : 5G毫米波頻段,是從24 GHz到100 GHz之間,訊號傳輸的性能也更強大。

特別是智慧工廠,就是目前極受注目的應用,也是製造業者在發展智慧製造時很重要的一個環節。像是在台灣就已經有數家的製造業者,宣布已經建置了採用5G的智慧工廠,例如台達、英業達、日月光等,都是已經建置了5G智慧工廠的業者,其中日月光更是全球首座的毫米波智慧工廠。


雖然毫米波速度快、傳輸量大,但也有些缺點,首先就是耗電。要打出更多的訊號量,自然需要更大的能耗,因此使用毫米波的設備,都會有高工耗的問題。相對於Sub-6 GHz,毫米波的電耗就足足有三倍之多,所以對於行動式的設備而言,更是一個大挑戰。


再者,毫米波繞射性能差,很容易被障礙物所阻隔。這意味著採用毫米波的傳輸區域,需要佈建更多的基地台,所需的建置時程也更長,也代表著實施的成本更高。


基於上述這兩個特性,也就是為什麼消費性電子市場,例如智慧手機,會先從Sub-6頻段先開始,甚至有可能會一直維持在該頻段,原因就是其網路的特性,並不適合消費型的市場。


但對於工業和垂直市場而言,毫米波所能帶來的經濟效益,將會明顯的超越建置的成本,我們也可以預期在未來幾年內,看到越來越多的毫米波應用在工業領域施展拳腳。


5G ORAN生態系統

5G通訊發展至今,5G ORAN已經成為最新的潮流,世界各國都持續投入發展。u-blox商業開發經理陳曉誾指出,這樣的Open RAN「開放式無線接入網路」架構,只需要在一個具備共同標準的平台架構下,電信商就可以採用不同廠商的軟體和通用硬體(諸如伺服器、交換器、小型基地台、路由器、數據機等),來達成模組化組網。然而,尚未成熟的系統整合度及穩定度,使得如何統整來自各家供應商的產品,確保多廠商網路環境下的互通、安全、合乎法規以及效能流暢,都成為一大挑戰。對電信商來說,這是無法快速導入開放架構的主因。



圖二 : u-blox商業開發經理陳曉誾
圖二 : u-blox商業開發經理陳曉誾

因此,ORAN生態系統的建立與開放標準的制定,也是促使各大廠商積極加入相關聯盟(如The ORAN Alliance、TIP、Open RAN Policy Coalition等)的主要原因。這些聯盟成員包括了電信營運商、軟體廠商、系統整合商、硬體製造商、晶片廠商等。


而對於台灣網通廠來說,由於缺乏國際級網通設備大廠,因此難以直接打入全球電信市場。企業專網因為規模較小,功能要求不像公網全面,因此被許多台灣廠商當作實踐5G開放架構的起點。另外,網通人才多以硬體領域為主,缺乏5G軟體人才及跨域應用人才。因此經濟部在去年啟動了5G專網國家隊,與仁寶、廣達、明泰、雲達、遠傳、中華電信及工研院等共同建立5G自主供應鏈,在產業上整合網通、伺服器、系統商、營運商建置專網生態系,並整合90家業者成立5G垂直應用聯盟。


5G ORAN發展上面臨了相當多的挑戰。陳曉誾舉例說明,時序同步功能在無線基地台設備中扮演了相當重要的角色,可避免相近頻段的無線電波彼此干擾。尤其在5G無線基地台,低延遲需求以及相較於4G更密集的基地台布建,需要更可靠且精準的時序同步功能。採用GNSS訊號做為無線基地台主要時鐘來源是最簡單且直接的方法,衛星接收器根據衛星訊號計算時間(亦即原子鐘),就可提供非常精準的時間來源。


5G ORAN架構基本上可拆分為RU(無線電單元)、DU(分佈單元)、及CU(中央單元)。RU負責實體層訊號(physical layer)處理,也就是RF的訊號收發;DU負責所有基頻訊號處理,調度等;CU的部分則負責協定, 通常以x86電腦與伺服器運行。一般而言,GNSS接收器常見於RU、DU等前傳(fronthaul)設備,尤其是常架設於戶外的RU,衛星訊號較不容易收到遮蔽物干擾,可取得較佳的衛星訊號。


陳曉誾說,在台灣5G ORAN白牌國家隊的供應鏈中,不論是網通廠或是伺服器廠商,對於電信設備及系統整合領域都還在摸索中。u-blox在全球衛星定位領域具有領導者地位,而時序同步精準度與衛星定位的準確度也息息相關,也就是必須先定位出準確的位置,才能校正出精準的時間。也因此,5G ORAN的商機讓台灣的網通及伺服器廠商開始對u-blox這樣的廠商有了更多的認識。


結語

目前5G ORAN對全球大型電信商來說,基於系統的成熟度仍不足。雖然成本可以大幅下降,但要導入此開放架構仍需一段驗證時間與過程。相較而言,企業專網因為規模較小,功能要求也不像公網那麼全面,因此被廠商當作實踐5G開放架構的起點。


*刊頭圖(source:ericsson.com)


相關文章
新用戶設備加速進入 毫米波市場穩定茁壯
專注智慧出行、能源與5G聯網 ST助力解決世界重大挑戰
以Zynq RFSoC為基礎的數位基頻進行毫米波RF電子設計驗證
三件事讓你一次搞懂5G CPE
GPS定位更精準:追蹤所有四個全球GNSS星系效益
comments powered by Disqus
相關討論
  相關新聞
» u-blox:以精準時序模組助白牌國家隊打造高效5G設備
» Sequans獲得CEVA 5G數據機IP授權 實現5G物聯平台
» 銓鍇國際與精誠資訊協力開拓雲端應用新格局
» 加速零接觸支付普及 倚天酷碁發動行動支付手環募資
» 科技防疫三箭:實聯制、線上紓困、疫情儀表板
  相關產品
» u-blox推出首款車規級雙輸出慣性導航模組NEO-M9L
» u-blox 推出適用於高精準度室內定位的藍牙AoA探索者套件
» 萊迪思新版sensAI解決方案打造網路邊緣裝置AI/ML應用
» 企業管理遠距、零接觸、可追蹤 震旦雲六大方案助推防疫
» Microchip推出首款用於加強FPGA設計的防護工具

AD


刊登廣告 新聞信箱 讀者信箱 著作權聲明 隱私權聲明 本站介紹

Copyright ©1999-2021 遠播資訊股份有限公司版權所有 Powered by O3
地址:台北市中山北路三段29號11樓 / 電話 (02)2585-5526 / E-Mail: webmaster@ctimes.com.tw