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5G 觀察指標:獨立組網、開放網路、邊緣運算、專網部署

本文作者:任苙萍       點擊: 2021-06-07 11:48
前言:
5G 商轉至今,真實產業面貌如何?資策會產業情報研究所 (MIC) 資深產業顧問兼副所長 (代理所長) 洪春暉開宗明義表示,隨著 5G 時代來臨,獨立組網 (SA)、開放網路、多接取邊緣運算 (MEC) 與專網將環環相扣,有四大趨勢:
1. 純 5G 來臨:SA 的提前起步,讓 5G 商用領先國加速 5G 網路再升級,借力 SA 組網打造不依賴既有 4G 核心網的「純5G」網路;
2. 開放網路生態漸成:O-RAN 技術逐漸成熟,使領先廠商/營運商主導之開放架構生態圈各自成形,期佔供應鏈關鍵地位,而電信商因成本考量、地緣政治/去中化等因素,佈建態度轉趨積極;
3. 5G+MEC 缺一不可:電信商期透過 5G 結合 MEC,滿足公網消費端高速低延遲服務體驗,與專網場域任務關鍵性應用所需更低延遲高可靠處理需求,使雲端大廠與電信商合作更緊密;
4. 電信商往專網系統整合 (SI) 發展:電信商與第三方夥伴深度合作,提供整合開發垂直應用專網解決方案,成為廠商建置 5G 專網並提供服務的主要協力者 (甚至進化成系統整合商)。
 

照片人物:資策會 MIC 資深產業顧問兼副所長 (代理所長) 洪春暉
 
升級 5G,下載速度反降低?毫米波需求尚不顯著?
MIC 資深產業分析師兼專案經理鍾曉君進一步解析 5G 發展現況:截至 2021 年4 月中,已有 68 國 162 家電信商推出 5G 商用網路 (含行動與固定無線接入 FWA),佔全球電信商 19 %,已有逾 1,350 座城市部署 5G網路;與此同時,有約 40 國/地區逾 74 家電信商規劃投資 5G SA 網路 (包含評估測試、試點驗證、部署商用)。不過,細究各國 5G SA 商用部署策略大不同:韓國 SKT 傾向從 4G 漸次過渡,以免影響整體網路傳輸速度;美國 T-Mobile 是前車之鑑,升級 5G 後,用戶的下載速度反而下降。
 
鍾曉君解釋,這是因為採用 5G SA (Option2) 架構下,5G NR 獨立且隔離載波,4G、5G 不僅無法互相支援且要分開維運;而以Option4 支援 5G NR,載波可藉加入 LTE 載波擴展,必要時可雙邊連接,以期能將 5G SA 即時導入所有網路。全球行動設備供應商協會 (GSA) 預估,2025 年 5G 連接數將突破兩成,北美、歐洲和亞太合佔九成份額。對照市場面,2020 年全球 5G 用戶數近 4 億 (預估今年>6億戶),中國大陸用戶就佔了八成,累計至今年 2 月已超過 3.6 億戶;然令人玩味的是,中國大陸 5G 手機迄今出貨僅 2.6 億支,與用戶數似乎存在落差。


照片人物:資策會 MIC 資深產業分析師兼專案經理鍾曉君
 
另值得留意的是,資訊公司 Light Reading 引用全球認證論壇 (GCF) 報告顯示,驗證品項在 2019 年有高達九成多是智慧型手機,但 2020 年已擴展至模組或其他類型終端,乃瞄準 5G 物聯網 (IoT) 應用需求而來。2020 年出產的 5G 終端設備中,可支持毫米波 (mmWave) 頻段的終端亦成長至 21%,預計 2021 年有超過 75% 的 5G 終端將支援 5G SA。鍾曉君回顧 2020 年受到疫情影響,頻譜拍賣有所延宕,拍出頻段多集中在 Sub-6GHz 和 Sub-1GHz,而毫米波因電信商需求不顯著,部分國家監管單位已取消或延後至 2021~2022 年拍賣。
 
專頻正時興,電信商聯手雲端大廠攻 MEC
此外,全球各國規劃 5G 專用頻譜意向增加:日本率先於 2020 年 12 月開始接受 Local 5G 擴展頻段 (4.6~4.9GHz、28.3~29.1GHz) 許可申請,今年 3 月初已累積 47 家業者參與;德國亦於今年元旦啟動 26GHz 的 5G 專頻許可證,並在 4 月公佈 5G 專頻許可證申請發放狀況 (確切名單須視業者意願揭露,目前僅公開 72 家業者)。另一方面,電信商正積極擁抱 5G MEC,美國 Verizon 更將 MEC 視為 2021 年關鍵成長槓桿,冀透過 5G MEC 從 B2C/B2B/B2B2C 等業務產生「有意義」的營收,類似作為也促使雲端大廠與電信商合作關係更緊密。
 
電信商通常會與多家雲端平台供應商合作,而雲端大廠趁勢擴大邊緣運算影響力,推出專用產品在 5G 邊緣基礎架構上與電信商建立合作關係,並將其平台嵌入自有基礎架構以迅速提升 5G MEC 市場地位。鍾曉君推論,在這樣的關係裡,雲端才是真正得益者,電信商恐僅淪為「水管」(管道) 角色。為此,電信商銳意緊抓 5G 專網商機以扭轉劣勢,化身 5G 專網系統整合商、大啖企業自建專網商機。「開放網路架構」無疑是另一個眾所矚目的焦點,日本樂天移動 (Rakuten Mobile) 是產業先驅,高度展現電商本色。

圖1:電信商經由掌握 know-how 創建自家垂直應用專網生態系     資料來源:資策會MIC (2021/05)
 
開放網路架構另闢蹊徑,樂天 RCP 打前鋒
樂天志在使全球電信商或企業透過「樂天通訊平台」(RCP),以快速、低成本的方式建構安全開放之行動網路:提供「App-store-like」介面之網路設計線上平台,上架多供應商的最新電信技術與網路軟、硬體,電信商可根據個別佈網需求在 RCP 上訂製、部署;截至今年第一季簽約客戶已達 15 家,但多數仍為早期 pilots 和試驗之用。但鍾曉君提到,樂天仍面臨以下困境:日本營運鉅額虧損、跨平台軟/硬體開放程度不明、用戶體驗褒貶不一、以及供應商本質定位 (僅等同外包代工商?)
 
「從無到有或捨舊革新皆非一蹴可幾,樂天模式能否作為通用典範還是未知數」,鍾曉君論斷。她統整樂天模式有四大關鍵:1.軟體為先且硬體為要角的發展模式;2.協助電信商建構簡易、便宜的 5G 網路;3.藉由整合應對現有 (Brownfield) 挑戰;4.為多層次 (Multi-Layer) 業態打造特有商業模式。鍾曉君建議,想要達到彈性、低成本,有三個方向:1.為雲原生電信商等新進者 (Greenfield) 找出最適配的發展標的;2.為現有電信商找出可融入開放/雲原生網路的新機會 (Green on Brown);3.為現有業者根據當前網路規劃發展開放網路路徑,並尋求跨業合作。
 
TIP、O-RAN、ORPC 分頭主攻驗證、標準、政策,互有連結
MIC 另一位產業分析師蘇偉綱亦對「開放網路」做出評論:傳統基頻單元 (BBU) 和遠端射頻單元 (RRU) 是使用特定廠商專用設備、搭配專用軟體,由單一廠商供應成套系統,這種綑綁方式不利營運商充實競爭力;如今在開放網路架構下,電信設備只要用一般通訊設備搭配開放介面和專用軟體即可,日本、歐洲和美國對於 Open RAN 的測試與佈建最為積極,而 TIP (Telecom Infra Project,由 Facebook 所發起的電信專案)、O-RAN (開放式無線電接取網路) 和 ORPC (開放式無線存取網路政策聯盟) 為三大推動組織。
 

照片人物:資策會 MIC 資深產業分析師蘇偉綱
 
TIP 著重部署驗證,將通訊設備拆分成射頻單元 (RU)、分佈單元 (DU) 和中央單元 (CU) 各部分,只要通過驗證就能出貨;O-RAN 與 3GPP 對接,致力完善介面標準制訂,介面開放化、軟體開源化、硬體白盒化與網路智慧化為四大目標,與傳統電信聯盟合作,象徵電信商對開放生態需求之正面態度;ORPC 負責推動政策制訂與技術發展,協助 TIP 與 O-RAN 聯盟工作,推動 O-RAN 全球部署,源於無本土設備商的美國意圖爭取 5G 話語權,希望藉此促進創新、刺激競爭並擴大 5G 等先進無線技術供應鏈,確保能量、來源、數量。
 
美國今年底啟用開放網路,印度因資金壓力相對積極
「在開放網路架構下,硬體設備、軟體與晶片都可由美企供應,美方在技術智財權、供應穩定性與設備可信賴度之風險大幅降低」,蘇偉綱說。美國聯邦通信委員會 (FCC) 已對開放架構進行公眾諮詢,針對實際導入面有三大重點議題:供應商多元性、網路安全、互通性與效能,面向政策方針則關注消費者權益和產業政策——就現存佈建案例來看,採用 Open RAN 可使每個基地台站點的成本降低約 40%,如何回饋到消費者身上?另現有規範多基於專用設備而設計,在網路轉為開放架構後是否適用?FCC 如何促進部署與採用?如何推動測試?
 
更重要的是,是否要將開放架構列為建議採用清單?這牽涉到是否能動用聯邦基金投資!美國無線網路市場的新進業者 DISH 已向 FCC 承諾將於今年 10 月開台首個 5G 開放網路。DISH 透過與七家鐵塔公司簽署協議、取得 4,000 多個鐵塔的使用權,加上併購多家原本使用 Spirit 或 T-Mobile 網路的小型電信營運商為基礎,發下豪語只要投入百億美元就能佈建覆蓋全美的網路。然而,蘇偉綱對此提出質疑:租用一個鐵塔每月約需 1,500 美元,以 30 多萬座計算,一年就要花費 30~40 億美元;想用百億美元遍佈全美,顯得有些「匪夷所思」。

圖2:美國從多個面向政策推動 Open RAN 產業發展     資料來源:資策會MIC (2021/05)
 
吊詭的是,美國營運商對開放架構的接受度並不一致。蘇偉綱指出,即使如 Verizon 和 AT&T 相對支持者,也是選擇 vRAN 架構、以傳統設備商為主搭配部分開放佈建,並非百分百開放,開放程度也沒想像中高;T-Mobile 則擺明不信任開放網路——不一定能降低成本、效能也無法確定,因而抱持觀望態度。歐洲雖表態支持、也積極爭取在 O-RAN 話語權,但電信商部署數量少,比重也低,倒是印度相對積極;這是因為他們今年 3 月剛完成 4G 標售,2021~2022 年資本支出正值高峰,偏偏今年底、明年初又要標售 5G,資金負擔著實不輕。
 
開放網路架構:多設備整合需驗證,多供應商權責待釐清
蘇偉綱透露,原本印度考慮採用中國大陸設備,但後來頂著「5G 去中化」壓力,只得轉而擁抱開放網路。他認為,印度硬體能量較少,對台廠是個良機。談到對樂天模式的看法,蘇偉綱表示樂天用戶數雖不斷增加,但行動通訊處 2020 年仍鉅額虧損 600 億台幣;粗估覆蓋全日本須有 2.7 萬~4.4 萬個基地台,須再增加 30~40% 的支出,所以接下來要的觀察重點是:樂天能否持續投資?覆蓋效能是否符合預期?事實上,開放網路架構的眾多設備整合仍需驗證,多供應商維運權責也待釐清,於是催生 SI 出現。
 
「參與者逐漸形成團隊,藉合縱連橫提升整合度:一是聯盟化、建構生態圈,兩兩做互通性測試;二是垂直做軟硬整合,提供整套系統」,蘇偉綱解析。台廠過去僅能供應基地台零組件、小型基地台或交換器/路由器設備,無力插手核心網路,發展空間和產值都有限,但開放網路將基地台拆成 RU、DU/CU,核心網路也改成一般伺服器+軟體處理模式,而伺服器是台灣強項,可望以設備打進供應鏈、而非只是零組件供應商;但整套系統強大、複雜,不易一步到位,從「專網」開始練兵是個好的起點。


圖3:台廠在開放架構下的機會     資料來源:資策會MIC (2021/05)
 
工業無線通訊佔比低,智慧製造驅動 5G 戰力
自鴻海集團網通單位獨立而出、身為二類電信業者的富鴻網 (結合亞太電信) 信奉「5G 是由應用驅動」,5G+IIoT (工業物聯網) 擁有龐大潛力。富鴻網總經理邱登崧指出,顧及頻寬、穩定、安全和延遲 (未授權頻段尤其容易受干擾),截至 2020 年,工廠通訊以工業級乙太網為大宗、佔 64%,其次為現場匯流排佔 30%,皆以有線為主,成本動輒新台幣百萬元起跳且時間可觀,僅 6% 是無線通訊。智慧製造將是 5G 應用的機會,因為單是延遲性與每平方公里的覆蓋連結數,5G 的 1 毫秒和百萬個連結,就完勝 4G 的 30~50 毫秒和十萬個。
 
「但高頻寬、低延遲、大連結不會同時存在」,邱登崧強調。因此,營運商擬利用「網路切片」切割獨立的虛擬網路、切割頻寬,以達到企業各資源專用及資訊保密的目的,惟當下尚未實現。以工業場景為例,可分為三種切片類型:1.工業控制:超可靠低延遲通訊 (uRLLC),應用於工業自動化控制、機器人調度、遠程操控業務;2.工業多媒體:增強型行動寬頻 (eMBB),應用於人員擴增實境 (AR) 維修檢測、高畫質影像交換;3.工業物聯網:大規模機器通訊 (mMTC),應用於物料/設備/環節監控。
 

照片人物:富鴻網總經理邱登崧
 
沒有最佳頻段,只有最合適!
邱登崧主張,製造業應致力於轉型升級、創造新商業模式,依序歷經電腦化、自動化、連網化、數位化,最後到智能化;企業須具備的「轉型能量池」包含:數據採集全面化、數據分析函數化、數據運算平台化、營運技術工具化、前端設計配置化,5G 在每個環節皆有著力之處。縱觀 5G 智慧製造有六大應用:取代有線、5G+AGV (無人搬運車)、AI 光學檢測 (AOI)、視訊監控、延展實境 (XR)、及 IIoT,至於曾引發高度討論的頻段問題,邱登崧主張「沒有最好的頻段,只有最合適應用服務的網路」。
 
例如,毫米波可能穿越一道牆就沒了訊號,但這未必是壞事,換個角度思考,反而可使無線電波的控制更精確。再者,熱門的 3.5GHz、28GHz 公網亦可作為專網之用。5G 是以資料上傳為主,建構私網的好處是:可不受公網設定影響,較容易設計專屬專網、環境單純,資安問題可自行控管,避免資訊洩漏;虛擬私人網路 (VPN) 終究只是虛擬網路,將公網虛擬化還是有資安破口。順帶一提,台灣專網採用 4.8~4.9 GHz (n79) 有一個最大的好處是:與中國、日本有共同頻段,市場腹地變相擴大,相關設備不會成為孤兒。

 

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