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5G時代即將來臨：瞭解它、使用它、用好用滿／Benedict Evans
閱讀時間約 11 分鐘
在2000年前後，正當「.com泡沬」、以及行動通訊和寬頻泡沫勢頭正猛的時候，歐洲的通訊業者一共花了1,100億歐元標購3G頻段授權；而20年後的現在，大家掛在嘴上講的話題變成了5G。
服務於美國矽谷以科技公司為投資對象的Andreessen Horowitz（a16z）投資公司；喜愛研究周遭事物、以及未來即將發生的趨勢。 本站已獲得作者與其所屬公司之正式編譯授權。tuna.toa
在2000年前後，正當「.com泡沬」、以及行動通訊和寬頻泡沫勢頭正猛的時候，歐洲的通訊業者一共花了1,100億歐元標購3G頻寬授權；而20年後的現在，大家掛在嘴上講的話題變成了5G。
在許多大公司的總部裡，「什麼是5G」已經追上了「什麼是機器學習」，成了最熱門的、但是大家都不太懂的研究題材。
要回答「什麼是5G」有很多角度可以談。如果筆者還是當年的電信業分析師，大概會花很多時間來講頻寬、佈建時程、以及資本支出（capex）之類的事情。
全世界的行動電信業者，每年都要花上幾千億美金在資本支出上，之後5G當然會在這部份加上很大一筆。除了上述這些之外，還可以談網路效率、頻譜重整（refarming）、相關廠商、晶片組、以及網路功能虛擬化（Network Functions Virtualization，NFV）之類的題材。
不過，我已經轉到矽谷工作，早就不在那一行；而從矽谷的角度來說，有四個方面可以來談談5G。
1. 有什麼改變值得我們期待？
先說好，除非絕對必要，我們不提技術。那麼，5G到底能帶來什麼？用簡單的方式說，就是更大的頻寬。
- 就跟先前幾代的技術進步一樣，5G讓電信業者以更低的成本、更簡單的方式，為用戶提供更好、速度更快的資料傳輸服務，以容納越來越多的用戶需求。
- 5G除了能佈建在現有的行動電話無線頻率上，也可以運用更高的頻率（20GHz以上），也就是所謂的「毫米波」（millimeter wave，mmWave）。毫米波過去並沒有被用在無線通訊上，而且要運用它的話，必須建構許多新的短程基地台。
- 由於使用了新的頻譜，所以行動5G傳輸在理想狀況下，可以達到100Mbps的速度；理論上甚至可以達到數百Mbps、甚至1Gbps。不過，雖然1Gbps的速度技術上可行，但目前實際上不太可能做到。
- 雖然上述的高頻譜與高速度理論上可行，但可能會受限於特定區域、而且不會很快普及。簡單來說，因為這些頻譜的傳輸距離都不遠、而且電波穿牆能力不佳；所以在廣闊的郊區、或是大樓內部就不要期望太高（這也是毫米波先前沒有用於行動通訊的原因）。
- 因此，即使是號稱5G的傳輸，在原有頻譜中的涵蓋距離和傳輸速度大概只會跟目前的4G差不多。
- 5G通訊的資料傳輸延遲（實際上約20–30ms），原則上會比4G的50–60ms短很多；不過使用者實用上的感覺會是如何，還需要實際驗證。
- 有些廠商可能會推動「高頻家用5G」服務，也就是在戶外或窗外掛上天線，來接收理論上最高1Gbps的無線寬頻服務，但也有人質疑這類服務的成本效益和技術可行性。但因為目前十分普及的有線寬頻已經可以達到這個速度，所以是不是非得用5G或無線不可，或許大家不會那麼在意。
總之，5G改善了訊號延遲問題、並且提供了比現有無線寬頻更高的速度；所以，或許有線寬頻在某些地方會面對更多的競爭。
2. 持續增大的頻寬，對我們有什麼意義？
最早期的Internet上網形式是家用電話撥接，而第一種大眾行動上網服務則是日本NTT DoCoMo公司的「i-mode」服務，但2G時代的i-mode傳輸速度只有幾十Kbps。
進入3G和DSL（有線寬頻）時代之後，速度加快到幾百Kbps；之後的加強版3G（也就是所謂「3.5G」）和4G再加速到幾十Mbps、並且大幅改善了延遲問題。
再接下來的有線寬頻，則將速度提升到了幾十、或是上百Mbps。
在過去幾個世代的速度改進之中，都發生了同樣的兩件事：
- 原有的功能變得更順暢、更好用、更快速，但也更加虛胖；像是網頁上的圖片和動畫就變得更多；
- 新的功能出現了。在撥接上網時代，像是Flickr或Google Maps這類功能是無法存在的；而2003年的上網速度，也無法讓你在Netflix上看電影（至少會非常卡）。
在後來的世代中，許多服務都已經假設你即使走在 路上，也能有幾十Mbps的傳輸速度。這樣的假設有兩個前提：
- 當然，這些服務不只提供給一兩個人，而是每位用戶都能享有這樣的傳輸效能；
- 而且這樣的速度必須能以「對大眾來說尚稱合理」價格來提供。
也就是說，過去即使有業者想到某些服務應用或商業模式，但如果速度或價格無法普及，仍然是不切實際的。
同樣的，無論是5G也好、越來越快的家用寬頻也好，都讓現有的服務更加豐富流暢、也將會帶動新的應用出現，像是新一代的Flickr或YouTube等等。
或許我們現在還猜不到未來會出現什麼，但充滿創意的創業家們、新的平台、以及消費者的選擇會告訴我們。這正是網路去中心化、創意無限的優點：電信商不需要幫使用者決定用途，就像Intel只要做出更快的處理器就好，使用者自然就會找到最好的應用方式。
3. AR和VR，還有汽車
雖說5G能做什麼還有待時間驗證，不過有幾個關鍵字是在討論中一再被提起的，像是AR（擴增實境）、VR（虛擬實境）、以及自動駕駛車輛等等；那麼，就讓我們也順便來聊一下好了。
在我看來，VR基本上是一種「室內應用」；大概沒有人會用它在路上走、或是等公車時開個20秒來玩玩。也就是說，它基本上只會用到家裡的寬頻，像是ADSL、光纖、有線電視（好吧，或許還有5G），以及延伸出來的WiFi等網路型態。
在這裡，5G有兩種可能的形式：
- 只涵蓋極小範圍的「固定式5G」：從戶外天線接收訊號，然後轉成室內WiFi，再連到頭戴式VR裝置。
- 或是頭戴式裝置上內建5G無線數據機：傳輸速度應該跟現在的4G差不了多少（而且記得，20GHz頻段的訊號穿牆能力很差），但可以享用5G較佳的低延遲特性。
問題來了：這樣的5G應用確實比現有的技術好嗎？使用者能感受到兩者的差異嗎？VR就真的缺這臨門一腳嗎？有多少應用可以因此發展出來？
對於AR來說，5G似乎就真的比較有用了。不過要先澄清一下的是，AR目前有三種不太一樣的意思：
- 用手機對著某個景象看，然後左右擺動，就會在螢幕上看到一些實際上不存在的東西；
- 可以戴在頭上的顯示器（例如Google Glass），讓你看到真實世界以外的資訊；
- 一種提供沉浸式體驗的透明3D彩色顯示器，其中內建了一些能辨識室內人物的感應器；包括Magic Leap在內的許多公司都在研發這類產品，但要進入大眾市場可能還需要幾年時間。
對我們來說，第二種應該是最有趣的。如果我們在戴上特殊眼鏡之後，就可以因應環境變化，看到一些新的、沒有預期到的東西，應該會是很有趣的體驗。當然這些在4G時代也做得到，但有了低耗電、高速度、低延遲的5G，體驗應該可以更好。
同時，也有人提到5G作為自動駕駛車輛應用的可能性，但筆者個人稍微持保留態度。
當然，自動駕駛需要用到非常大量的資料，像是在行駛途中下載高解析度的3D地圖、並且利用車上的感測器增補地圖資訊，同時車子還會下載系統更新檔案、並且上傳車主如何操控的資料。
不過，這些資訊傳輸都不一定絕對是「即時」的；系統可以每天晚上更新、甚至一週更新一次即可。目前並沒有任何自動駕駛車輛必須「即時持續連線」，是不是5G就不重要了。
事實上，這類汽車必須在沒有網路連線的狀況下也能照常運作。
再進一步談，隨著大家期待自動駕駛車輛增加，往後的車子或許可以、或是需要做「車對車」（vehicle to vehicle，V2V）的交談，以便彼此溝通瞭解行駛狀態。
這樣的需求可以透過5G做到，但其他無線通訊技術應該也可以；而且這樣的機制要能實際產生作用，必須是在沒有人類駕駛介入的狀況。而這一點，在短期之內也應該還不會實現。
不過，這類功能作為安全備援機制，目前還是有用的。當自動駕駛的車子因為「搞不清楚環境狀況」而停下來，或是從手控切換到自動駕駛，但卻因故失效時，連線功能就可以發揮效用。
這一點對於長途卡車運送業尤其重要。根據統計，美國的卡車有90%的里程是在高速公路上跑的，而相對於市區街道，高速公路是更適合自動駕駛的環境。
所以，有許多公司在研發的自動駕駛模型，是卡車上了高速公路之後改為自動駕駛，下交流道時則改為手動駕駛；而所謂手動駕駛又有兩種可能：車上的司機直接操控、或是由遠端的真人接手駕駛。
這一點倒是蠻不錯的5G應用案例，但目前也可以用4G先做，不一定非等到5G出來不可。5G最大的優點除了「低延遲」特性之外，還有「網路切片」（network slicing），讓我們在下一節中討論。
4. 「網路切片」與工業用途
5G有一個很棒的功能，就是可以針對特定用途提供特定頻寬，這就叫做「網路切片」。
以非常簡化的方式來說，就是目前雖然電信商很努力的在做頻寬管理，以提高運用效率，但基本上每個人分配到的頻寬都是相同的。而5G則可以分切出指定的「私用」頻寬給符合特定條件的網路。
所以舉例來說，電信公司可以將某高速公路交流道到倉庫之間、3公里範圍內的指定5G網路頻寬賣給某卡車貨運公司；或者也可以將特定大範圍之內的較小頻寬賣給某物聯網（IoT）產品公司、或是保全公司。
也就是說，理論上我們可以設計出各種速度、涵蓋範圍、連線品質、延遲度、可靠性、甚至耗電量（最後這一點對於IoT公司特別有用）的組合來賣；同時也可能會出現一些代理商，來幫電信商客製和整合這類服務。
這樣的模式看起來是蠻有趣的，但似乎比較偏向垂直產業應用，跟一般消費者的關係比較小。目前確實已經有一些大企業運用4G私有網路來取代WiFi或有線網路，而這個趨勢在5G時代也會延續下去。
所以，5G的關鍵應用到底是什麼？
在2000年前後，筆者還只是個菜鳥電信產業分析師；當時每一家電信商也都在問「3G的關鍵應用會是什麼？」，而很多人說是「視訊電話」。
然而，視訊電話到現在還是很少人用，而「隨時隨地上網」創造出來的關鍵應用……還是「隨時隨地上網」。
不過，隨著技術慢慢進步，視訊已經成為「隨時隨地上網」的一部分，但並不是當年電信商以為可以「以秒計費」的服務。所以，5G的關鍵應用到最後也可能只是「比較快的4G」。
但就如同過去曾經發生的：新的Flickr和新的YouTube都可能因而問世，從更大的頻寬中誕生新的應用、以及新型態的創業家。
5G或許不會帶來革命性的改變。但換個角度看，其實它代表的或許是1995年就已經開始、但到今天仍然還在進行的革命，而我們只要順勢而行，繼續在十年之後期待6G的到來。
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