使用者需求帶動5G發展 物聯網大未來成型

2G/3G/4G/5G的使用內容比較。

目前4G網路還正在如火如荼的推動中，就以台灣來說各大電信業者還在鼓吹消費者從過往的2G/3G轉移到4G網路上，但國際上已經開始推動5G的規格制訂並推動多個實驗站點，而為什麼無線網路的步調會如此越來越快速呢？最主要的原因就是消費者對於頻寬的需求越來越迫切，同時因為使用習慣的改變也越來越無法忍受等待。

如2G/3G/4G/5G的比較表所示，我們可以明顯看到可使用傳輸速率明顯有所差距，這項差距的原因在於所使用的技術與頻帶寬度不同，因此也讓使用者可以使用的附加用途不盡相同。

個人網路中樞將會以手持裝置為核心

過去我們的資訊網路總是以電腦為中心，但是隨著手持裝置的效能日漸提升，不管軟體或硬體都有長足的進步，在過去幾年中，我們可以發現人手一機甚至多機的狀況越來越普遍，無論通勤、用餐或是工作時，手持裝置已經逐漸變成我們生活中重要的資訊中樞，甚至還有許多APP都可以協助我們控制家中其他家電設備。很明顯的，個人網路的中樞已經從家用電腦轉移到各類手持裝置上了。

雖然有線網路的傳輸速率不斷往上攀升，但由於使用地點無法移動，因此由電信業者提供的無線網路便逐漸成為主流。甚至，有許多人家中已經不再採用ADSL連線，反而直接使用手持裝置分享4G上網的傳輸速率。

其實從圖一便可得知，無論是使用智慧型手機或是其他手持裝置，語音都已經不再是我們使用這些設備的重點了，反而我們已經習慣透過手持裝置做以前會在電腦前面做的事，端看這幾年來行動數據流量不斷暴增，甚至預估到2014到2020年會有高達10倍的成長幅度，其中又有部分流量是從行動路由器產生，就可以想見使用者對於傳輸速率的需求有多麼殷切了。

5G不僅是行動網路  更是串連物聯網的重要管道

從2G發展以來，我們可以看到行動網路已經漸漸與數據網路結合，在個人網路部分甚至有取而代之的趨勢，這當然也是受惠於生活習慣的改變所致。而多家資訊大廠也認為，到了5G時代行動網路已經不侷限在通訊設備或手持裝置上，從智慧城市、智慧汽車、智慧裝置，到嶄新的使用者體驗如VR等，都可以受惠於5G網路，提供更廣泛且密集的連線服務，而這也正是物聯網的概念。

在Cisco的白皮書中也預估到了2020年全球會有500億台使用中的智慧裝置，這也呈現出行動網路的爆炸性成長是超乎過去想像的，因此5G網路架構在規劃設計時，就需要保有其彈性與延伸性，甚至能夠兼容其他無線網路，如傳統語音網路、Wi-Fi及其他微波傳送等。透過可整合其他網路的5G網路，我們就能夠實現在不同裝置、不同地點採用不同協定亦可連線的理想，同時也具有相容性，原有設備不需經過太多修正，就能夠納入5G網路之中，使得布建速度更快，且涵蓋範圍更加廣泛。

另外在圖二中可以清楚的呈現，5G網路在傳輸速率部分最高可以達到每秒Gigabytes的流量，在可靠度上則可以藉以落實自動駕駛車輛所需的資料傳遞與雲端分析，並可以透過高密度網路結構同時支援多台設備。這些設定都是目前4G所無法做到的。特別是目前相當看重的智慧城市、智慧家庭與智慧車輛，雖然4G已經可以滿足基本所需，但若是要提供一套完整且易於使用的解決方案，還是非5G莫屬。

發展5G首要增加無線頻寬

雖然5G的技術開發與架構可帶來未來物聯網的希望，但在實際發展中5G仍有許多障礙須待克服，第一個需要克服的就是可使用的頻寬。

畢竟，無線網路仰賴無線電波傳輸，但是能用於無線通訊的頻率是有所限制的。過去靠著許多調變及網路技術讓使用效率不斷提升，但是最根本的頻寬不足問題還是難以解決，且相關成本也越來越高。

其次的問題是如何容納更多裝置連線，雖然目前5G網路被視為物聯網在網路層中的重要環節，但是如何容納如此龐大的物聯網設備也成為相當大的難題。現行使用的蜂巢式網路有其容量限制，因此5G網路必須要開創出另一種系統架構，並能兼具效能與容量，才能夠滿足未來的需求。

雖然有許多開發中的關鍵技術，如massvie MIMO、NOMA、SDN與C-RAN等，可以協助解決無線傳輸與無線網路部分的關卡，但是完成日期未定，且成本也難以估計，這也造成5G發展上最主要的瓶頸。

最後最大的問題當然是5G到目前為止還沒有一套統一標準，也讓其他設備開發商遲遲不敢踏出重要的那一步。以目前來說，競爭主要分為兩大陣營：日韓為主的陣營強調是寬頻效能提升；而北美與歐洲則強調多裝置連線、非消費型與物聯網應用等。

雖然台灣仍在推廣4G階段，但國際間5G戰火已經掀開序幕，由於5G牽連甚廣，因此成為眾家必爭之地。雖然台灣較難與其他國家競爭標準規格，但是卻可以提早佈局，因應未來物聯網所帶來的龐大商機，進而在新網路世代來臨前佔有一席之地。