迈入5G 启动多元想像 虚拟化将是关键

    自今年的MWC落幕后，可以确定的是，5G已成了全球科技产业聚焦的重点。然而，从4G进入到5G后，整个无线通讯市场谈的，并不只有传输速度的提升，考量到应用市场的多元化，进一步影响到整体基础建设与软硬体层面的课题，5G涵盖的层面之多，难以用有限的篇幅就能一一道尽。但可以确定的是，一旦应用面正式进入5G之后，其产业与市场的竞争态势，将显得更为多元与复杂。

5G将可实现“可编程世界”

自NOKIA（诺基亚）并购阿尔卡特朗讯之后，全球电信设备产业的主要供应商已所剩无几，但这也让外界更加关注NOKIA在5G的策略布局与动向，NOKIA通信技术创新部亚太区产业环境总经理常疆表示，5G对NOKIA来说，未来将会是一个“可编程”的世界。

NOKIA认为，未来在进入5G之后，所涵盖的应用范围相当广泛，像是我们熟知的工业4.0、物联网与M2M等，都会是5G可以触及的领域。常疆认为，5G将会拓展人类无限可能，但问题在于，要如何做？常疆进一步谈到，在此之前，必须先满足几个发展趋势，像是拓展全新频谱、全动态资源配置与全能自配置等，在这些发展趋势之下，还会衍生出一些技术性的挑战。

举例来说，现阶段的无线频谱目前仅使用6GHz，但在中高频的范围，甚至是毫米波（mmWave）仍有相当大的空间可被使用，在任何地方动辄100Mbps的传输速度，将成为可能。此外，进入高频领域后，天线体积将可被大幅缩小，无线通讯装置将有机会实现天线阵列的设计，不过，设计挑战也会随之提高。

若要快速且动态地满足不同的商业模式，其基础建设的资源如何调度与扩建，便成了重要挑战，而能够因应的作法，大概就剩下在IT领域行之有年的虚拟化了。

在M2M方面，实际的系统需求，诉求超低功耗、运作时间长达十年、小资料传输与系统成本极低等，这部份NOKIA早在MWC 2015时，就已经进行技术展示。

回到前面所谈到的“可编程”的世界，常疆认为，过去的商业服务尽管已经非常贴近个人需求，但还是有限，在未来，所有的服务将以个人为中心，进而衍生更多不同的商业模式，这必须动用更多元的网路架构，才有办法加以因应。所以如何动态地管理多元网路，成了进入5G时代的重要课题之一，而网路虚拟化，恰好可以扮演这样的角色，并带动可编程世界的发展。



图1 : 未来所有商业模式将朝向个人中心发展，5G被称为是推波助澜的角色之一。（Source：kwhs.wharton.upenn.edu/）
实现毫米波商用 关键在成本

延续了常疆的论述，NI台湾技术行销经理潘建安谈到，过去毫米波的讨论，大多都局限在国防航太应用，但既有的4G商转，所使用的频段都在6GHz以下，所以要再提升速度有着相当高的难度，既然要提升速度，就必须思考更高的频段来加以因应。

就目前来看，毫米波所适用的频段相当广泛，从全球角度来看，从24GHz到76GHz都是可以讨论的范围，台湾尽管在5G标准制定较为落后，但从28到38GHz，是目前台湾可以适用的频段，大陆方面则是28到45 GHz。潘建安观察，由于3GPP对于5G的标准制定是采取渐进式的方式进行，不会一次就公布所有规范细节，在高频频段究竟要选用哪些频段来负责5G讯号传输，需要等到2020年，才能明朗化。

潘建安说，毫米波要进入商用化，关键还是成本效益的问题，如果就建置或是测试成本无法下降，那要商用化也是空谈，所以测试仪器业者的策略相形之下，就扮演了相对关键的角色。



图2 : 毫米波能为无线通讯带来更高的传输速度，在现阶段，当然也带来了不少设计挑战。（Source：jbsystech.com）
5G标准制定 从角力战到多赢

5G标准的制定，某程度已经可以被升级成国家之间的政治角力战，各国阵营的主要厂商表现，自然也牵动了未来5G标准的制定。常疆表示，欧盟在5G标准的制定将扮演关键角色。而5G未来的发展相信会朝向多赢的局面，各家大厂所提供的技术都有机会出现在5G标准中，像是5G标准制定将分成两阶段进行，而非一次性地全部完成，虽然是着眼于各国对于5G服务建置的态度有所不同，但分阶段制定规格的构想，就是由NOKIA所提出。

但潘建安认为，正因为3GPP正在进行5G标准制定，在这个市场的主要技术供应商为了能让自己所发展的技术能进入3GPP的标准规格内，谁先抢进去，谁就握有主导权，因此目前各大业者对于自有IP的研发投入上，完全不手软，深怕在5G标准制定竞赛中落后竞争对手。

就NI的角度来看，NI目前也与许多学术单位或是电信设备业者进行合作，NI并不会自行开发IP（智慧财产权），反倒是会协助这些业者加速将IP开发出来，所以5G商用预计在2020年完成，也有可能会提早达到。



图3 : 5G牵涉的，不光是技术发展，在标准制订上也牵涉到诸多国家间的政治角力，如何能多方兼顾，是一门学问。（Source：conselium.com）
3GPP与IEEE是否有合作机会？

至于NOKIA谈到，5G所涵盖的应用范围将包含工业4.0、物联网与M2M等。对此，潘建安则是指出，虽然就看法上与NI是相同的，但也别忘了，连网技术阵营，从标准制定的角度来看，可以分为IEEE与3GPP，3GPP虽然在5G标准制定取得制空权，不过，像是Wi-Fi或是ZigBee等，这些都是终端装置相对固定的无线技术，则是由IEEE主导，在工业4.0应用，IEEE与3GPP会采取什么策略？目前仍不得而知，但可以肯定的是，双方合作的可能相当的低。所以未来会如何发展，也很难预测。

进入5G 虚拟化势在必行

众所皆知，无线通讯产业的基础建设投资需耗费庞大的建置成本，这对于电信服务与设备业者来说，都形成了相当大的营运压力。所以过去在IT领域十分流行的“虚拟化”概念，在这几年也开始出现在电信产业，进而让IT与电信产业之间的界线逐渐趋于模糊。前面常疆所提到的网路虚拟化可以带动可编程世界的发展，两者概念恰好可以彼此呼应。

Brocade台湾区总经理蔡颖硕谈到，随着行动运算的兴起，也衍生出新的产业模式，像是MVNO（行动虚网网路营运商）的数量，自2010至2015年就有70%的成长力道。这类厂商为了要打造出新的商业模式，以更贴近消费者的需求，就必须租用网路设备来加以因应，所以异业结合的情况将相当地频繁。但最重 要的前提在于，网路通讯本身是否具备足够的弹性，来因应多元的商业服务模式？

过去的网路通讯基础建设碍于传统大厂垄断的缘故，客户往往会被单一供应商所绑架，若要进行系统升级或是要提供新的商业模式时，可能会面临到既有的基础建设架构过于僵化，造成许多营运工作无法有效推展。因此，近年来像是SDN（软体定义网路）或是NFV（网路功能虚拟化），成了5G与物联网发展的重要议题，甚至我们可以说，这是相当重要的核心精神。



图4 : 在过去，因为要升级与维护网通基础建设着实不易，采用虚拟化的作法，有助于升级与维护的相关成本能获得有效的控制。（Source：www.axians.de）
蔡颖硕进一步谈到，考量到成本问题，虚拟化成了产业界所共同努力的方向，所以多少解决了过去软硬体都被某些传统大厂所局限的问题，只要拥有x86架构的系统，就能进行软体移植或是系统转移。除此之外，5G的发展目标，也涵盖了物联网与M2M，换言之，像是工业4.0的应用，也会与5G有相当密切的关系。但对于有些应用来说，若是小量资料且无需立即性的传输，在概念上，是容许可以有一定的延迟时间存在的，那么NFV在此时便能扮演重要角色。

另外，近期ARM对于网通虚拟化与软体定义等领域，有相当高的积极度，对此，蔡颖硕认为，ARM阵营的确有机会在SDN与NFV领域占有一席之地，重点在于软体生态是否愿意帮忙？原则上，只要能让ARM的处理器运行LINUX作业系统，那么就没有太大的问题，那么接下来，就是这些软体运行在ARM架构处理器上，是否能达到最佳化？从目前来看，ARM阵营在运算功能不强的网通系统会有机会发展，只要能有对应的软体搭配，大体上就不会有太大的问题。

各国心态 决定普及速度

谈到5G未来的发展，常疆认为，5G采取渐进式地逐一公布标准细节，这与各国政府对于5G 的态度，有不小的关系，如同前面所谈到的，进入毫米波时代，频谱资源的释放与否，成了各国政府势必要去思考的课题。所以5G若要普及，就与4G相同，政府单位的确扮演了重要角色。但也因为各国政府的态度有所不同，各国在导入5G的速度有所差异，3GPP身为5G标准制订的专责组织，自然也会因应其需求，在因应2020年后的5G技术与市场发展的前提下，公布较新的规范细节以协助脚步较快的地区能先行导入较新的技术并以商用化。但常疆也提醒，正因为5G采取渐进式发展，在5G发展初期，4G还是会拥有一定的重要性，随着5G的逐渐普及，4G才会慢慢退位。

结论

尽管距离5G真正普及还有一段时间，但从电信设备、网通服务与量测等业者们的论述，不难想见，5G所涵盖的应用与技术面向相当宽广，不光是在传输速度上的提升，在软体亦或是在虚拟化上，5G的发展也无法有所忽略，可以确定的是，5G的下一步发展，将显得更为丰富而多元。