來聊點不一樣的5G - part 1 5G標準是怎麼制定出來的?

上一篇文章談到5G標準是由3GPP這個組織所制定的。今天我們繼續來聊3GPP。

3GPP是個甚麼樣的組織，為麼可以定全球的標準?

5G標準到底長甚麼樣子?

5G標準是誰寫的?是怎麼寫出來的?

3GPP目前是由7個國家(或區域)的標準制定組織所組成的，這些標準制定組織就是3GPP的Organizational Partners。他們分別是: ARIB(日本), ATIS(美國), CCSA(中國), ETSI(歐盟), TSDSI(印度), TTA(韓國), TTC(日本)。其中ARIB、ETSI、TTA、TTC是在1998年3GPP成立時就加入，其它是後來陸續加入，最新的夥伴TSDSI則是在2015年才加入的。

看看這個名單，全球5大洲裡面就囊括了3大洲，總共約有700個公司會員，所以你說3GPP有沒有資格定全球的標準。

3GPP主要由3個group所組成，這些group在3GPP中稱為Technical Specification Group(TSG)，TSG的責任就是產出技術規範(technical specification)，。每個TSG下面又分為數個Working Group(WG)，5G標準實際上就是這些WG所產出的。

所謂的參與標準制定，指的就是參加WG的會議，因此3GPP這個組織運作的核心就是這些會議。例如RAN1 每年有6次會議。在Covid-19疫情之前，這6次的會議是在全世界各地舉辦，每次會議為期5天。但自從去年疫情發生之後，到目前為止都改為線上會議。

台灣常態參與3GPP的公司大約有6家左右，主要都是參與TSG RAN的WG為主，其中又以RAN1與RAN2為最大宗，因為這兩個WG所定的標準，含有最多的標準必要專利(Standard Essential Patent, SEP)。標準必要專利(SEP)指的是專利被寫進去標準中。因為產品必須要依據這些標準來設計製造，這就表示所有依據5G標準所設計的設備(手機、基地台等)，無可避免的一定會使用到這些專利，因此就必須要支付權利金給這些SEP的擁有者，例如高通(Qualcomm)。因為3GPP的4G、5G標準是全球共通的標準，市場非常大，因此3GPP的SEP非常值錢，有興趣的可以看看天下雜誌這篇[高通傳奇 靠專利每天賺4.5億]。之後有時間我再來跟大家聊聊標準跟SEP的話題。

標準(standards)跟規範(specification)有甚麼不一樣?

簡單來說標準指的是大家都同意的規範。所以由WG所產出的技術規範，會在TSG的會議上有個核准的程序，通過之後表示大家都同意，這樣技術規範就成為標準。也因為標準與規範內容都是一樣，所以這兩個詞也常常交替著使用。

5G標準主要就是所謂的互通性(interoperability)標準，也就是為了確保不同公司所生產的設備(例如手機、基地台)之間可以互通，所以必須規範RAN、Core Network間的通訊協定以及介面等。

RAN (Radio Access Network)是由基地台所組成的網路，負責連接手機與核心網路(CN)。

CN(Core Network)是電信商網路的核心部分，負責提供手機使用者各種服務，主要就是語音(打電話)以及數據(上網)。所以核心網路又會連上電話網路跟網際網路(Internet)。

聽起來似乎很簡單，但想想5G這麼複雜的系統。全世界沒有幾間公司可以做出從手機、基地台到核心網路的所有設備，就可以想像這些規範有多複雜，有興趣的可以上3GPP網站去下載來看看，5G的標準是編號38系列。不過不要說一般人了，剛接觸的工程師可能也不知道要找那些規範來看，就算找到要找的規範，剛開始讀這些技術規範可能也是如入五里霧中，進入的技術門檻非常高。

5G標準就是所有的3GPP會員公司，派出標準工程師去參加這些WG的會議，大家經過討論之後，一起寫出來的。

3GPP會議的運作是採用所謂的contribution-driven模式，contribution就是會議文件，一律都是以會員公司的名義撰寫。會議中所有的正式提案都必須以書面contribution的方式提出，每次會議可能會有上千篇的contribution，這些contribution有一套很嚴謹的編碼及版本管理系統來管理。3GPP所有的文件(包含contribution、specification等)都可以從3GPP Portal上免費下載。

3GPP會議也在台灣舉辦過，第一場在台灣舉辦的3GPP會議是2011年二月的3GPP TSG RAN WG1 #64，場地是當時還在試營運的台北寒舍艾美酒店。那一年正是HTC股價如日中天的時候，因為是第一次在台北舉辦，印象中大約有300多人(平常大約200人)參加，當時HTC的許永明要上台致詞，結果因為他一下車就被記者團團圍住發問，所以全場300多個來自全世界的標準工程師就坐在位置上等了10幾分鐘。他進場時也是一堆記者簇擁著一路拍照錄影，非常風光。

最近的一場則是在2019年一月，在台北遠東香格里拉飯店舉辦的RAN1會議(RAN1-AH-1901)，大約有500人與會。