毫米波是5G NR當(dāng)中一個(gè)很重要的技術(shù)，在這幾年當(dāng)中，只要提到5G，毫米波就會(huì)一直不斷的被提起。但毫米波在5G發(fā)展的路上，越了解就越發(fā)現(xiàn)它的技術(shù)層次太過(guò)復(fù)雜。因此目前在各國(guó)的5G NR發(fā)展上，多半都是將主力放在Sub-6GHz的身上，并且以消費(fèi)性電子產(chǎn)品例如手機(jī)、路由器等裝置為主。
智慧工廠與5G專網(wǎng)
安立知業(yè)務(wù)暨技術(shù)支援部協(xié)理江宗縉指出，盡管如此，毫米波依然是5G發(fā)展上不可忽視的一環(huán)，近期值得注意的趨勢(shì)，就是將5G毫米波用於建置智慧工廠，采用的就是透過(guò)微型基地臺(tái)來(lái)搭配5G專網(wǎng)的應(yīng)用場(chǎng)景。
| 圖二 : 安立知業(yè)務(wù)暨技術(shù)支援部協(xié)理江宗縉 |
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這樣的趨勢(shì)從近期到明年都會(huì)非常明顯且持續(xù)成長(zhǎng)，特別是毫米波的特性，除了有更強(qiáng)烈的指向性之外，在空中的衰減率也更快，這對(duì)於商業(yè)用途來(lái)說(shuō)，會(huì)需要克服非常多的挑戰(zhàn)。但如果是應(yīng)用在5G專網(wǎng)上，透過(guò)一些室內(nèi)微型基地臺(tái)的建置，并針對(duì)特定場(chǎng)域中的智慧工廠或無(wú)人工廠來(lái)應(yīng)用，就會(huì)非常適合，這也會(huì)帶給電信商另一種不同的商業(yè)模式。
而5G NR自從今年七月的Release 16草案訂定之後，微型基地臺(tái)陸續(xù)被規(guī)范、定義得更為完整，接下來(lái)勢(shì)必也將會(huì)帶領(lǐng)產(chǎn)業(yè)快速往這個(gè)方向移動(dòng)，并加速讓企業(yè)專網(wǎng)的應(yīng)用可以更為完善。
對(duì)於智慧工廠的應(yīng)用來(lái)看，整個(gè)工廠中是一個(gè)封閉且單一的場(chǎng)域，毫米波將會(huì)非常適合用於其中的5G專網(wǎng)。在過(guò)去，工廠中的無(wú)線通訊采用的是Wi-Fi技術(shù)，然而Wi-Fi所使用的頻段干擾非常多，如果是透過(guò)毫米波，由於采用了28GHz與39GHz等高頻頻段，因此在干擾方面就減少了很多，運(yùn)用在無(wú)人工廠中，基本上就不太會(huì)發(fā)生訊號(hào)中斷的情況。在同一個(gè)場(chǎng)域中的大樓與廠房，架上幾個(gè)大功率的微型基地臺(tái)，工廠中的任何角落都可以直接運(yùn)用毫米波訊號(hào)。而毫米波強(qiáng)調(diào)的就是大頻寬與低延遲，因此無(wú)人工廠中的設(shè)備都可以透過(guò)足夠的頻寬來(lái)連線，讓產(chǎn)線運(yùn)作更為順暢。
5G NR的商機(jī)
這也正是為什麼許多電信商開(kāi)始在主推企業(yè)專網(wǎng)的主要原因。特別是在亞洲區(qū)，包括日本、臺(tái)灣、韓國(guó)的電信商，都正積極的推動(dòng)企業(yè)專網(wǎng)的應(yīng)用。例如日本傳統(tǒng)都是采用PHS的內(nèi)部通訊環(huán)境，慢慢地也都會(huì)開(kāi)始導(dǎo)向5G的專網(wǎng)來(lái)做布建，因?yàn)镻HS接下來(lái)可能會(huì)關(guān)臺(tái)，加上頻寬不夠大、應(yīng)用不夠多，因此就會(huì)導(dǎo)向5G專網(wǎng)。
因此，江宗縉也表示，觀察今年在5G NR比較不同於以往的發(fā)展方向，大概就是微型基地臺(tái)、5G專網(wǎng)、另外還有就是open ran的部分。Open ran是近期一個(gè)比較熱門的議題，在過(guò)去這些電信設(shè)備商如NOKIA、Ericsson等都得統(tǒng)包所有的工作，但現(xiàn)在透過(guò)這樣的機(jī)制，就可以把所需要完成的工作，像是切成餅乾式的一塊一塊切出去，讓不同廠商來(lái)分?jǐn)偣ぷ?，這過(guò)程中也帶給臺(tái)廠非常多的機(jī)會(huì)與商機(jī)。
臺(tái)灣廠商最擅長(zhǎng)硬體的部分，在5G的市場(chǎng)中都有機(jī)會(huì)讓自家的產(chǎn)品被采用。電信商不一定要跟NOKIA或Ericsson購(gòu)買所有的設(shè)備，而是可以用自己的解決方案來(lái)處理，不必被設(shè)備商給綁死，因此可以做出最符合成本效益的服務(wù)來(lái)提供給客戶。這在過(guò)去，電信市場(chǎng)像是一個(gè)黑盒子一樣，許多人只能看得到，卻分不到商機(jī)。現(xiàn)在這個(gè)白盒子打開(kāi)了，大家都有機(jī)會(huì)可以在5G NR的市場(chǎng)中貢獻(xiàn)一己之力。
智慧城市的5G應(yīng)用
江宗縉認(rèn)為，在5G NR的發(fā)展上，最快可以達(dá)成的依然還是NSA架構(gòu)。因?yàn)橹恍枰?G基地臺(tái)搭配5G基地臺(tái)就做到。然而現(xiàn)階段很多4G業(yè)者的成本都還沒(méi)有回收，如果就要他們?nèi)ゼ茉O(shè)SA的5G基地臺(tái)，在成本方面就會(huì)是個(gè)很大的考量。另外需注意的是SA的規(guī)范比起NSA的規(guī)范要來(lái)得晚定案，如果市面上還沒(méi)有相關(guān)晶片的話，到也還沒(méi)辦法真的建置SA的5G網(wǎng)路。NSA的連線必須要先透過(guò)4G網(wǎng)路再連到5G網(wǎng)路，SA則是直接連接5G網(wǎng)路，這兩者在底層協(xié)議有些不同。一個(gè)是從4G連結(jié)，一個(gè)則是直接連接5G。
基本上，要走向智慧城市，就一定要有IOT的情境，微型基地臺(tái)一定會(huì)越來(lái)越多，因?yàn)椴豢赡芤恢庇煤芨叩某杀救ソㄖ肧A的基地臺(tái)，所以一定會(huì)透過(guò)微型基地臺(tái)來(lái)做輔助。另外，這些智慧城市的場(chǎng)景中，一定都要與安全性息息相關(guān)，因?yàn)樗械囊蠖际潜仨殱M足低延遲的特性，只要一有延遲，可能馬上就會(huì)產(chǎn)生意外，因此一定要透過(guò)更密集的微型基地臺(tái)，讓延遲可以低至1毫秒之內(nèi)。在智慧城市中，這種蜂巢式的微型基地臺(tái)的數(shù)量一定要夠多才有機(jī)會(huì)。至於智慧工廠，由於是在特定場(chǎng)域中進(jìn)行，微型基地臺(tái)的布建數(shù)量就不需要太多。目前在Release 16草案中，就規(guī)范了智能車CV2X與工業(yè)物聯(lián)IIoT等應(yīng)用場(chǎng)景，這些服務(wù)需要更進(jìn)一步的智能化IOT來(lái)達(dá)成，而這些都是必須要采用SA架構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
在智慧城市中，很多目前的服務(wù)透過(guò)4G的網(wǎng)路就已經(jīng)可以做到。5G最重要的應(yīng)用還是在車聯(lián)網(wǎng)上，因?yàn)橛?G的大頻寬跟低延遲，才有可能做到真正的智慧交通與車聯(lián)網(wǎng)。5G頻寬比4G來(lái)得更大，透過(guò)5G才能完成在低延遲的狀態(tài)下同時(shí)進(jìn)行大流量的傳輸。當(dāng)然這些都還是理想化，真正的挑戰(zhàn)還是很多。例如車聯(lián)網(wǎng)，就必須要很大規(guī)模的實(shí)驗(yàn)，無(wú)法在短短一兩年內(nèi)就完全成熟。通常是特定區(qū)域先做出來(lái)，再慢慢延伸擴(kuò)展，畢竟沒(méi)有一定的數(shù)據(jù)輔助，應(yīng)該也沒(méi)人真的敢透過(guò)車聯(lián)網(wǎng)來(lái)行車上路。
結(jié)語(yǔ)
可以觀察到的是，目前在大城市的應(yīng)用中，5G多半是用來(lái)做為4G通訊的分流。放眼毫米波的發(fā)展，其最大的缺點(diǎn)，目前還是在於建置成本過(guò)高，但毫米波頻段畢竟是個(gè)相對(duì)乾凈的環(huán)境。而針對(duì)高頻訊號(hào)的測(cè)試，如何順利的進(jìn)行OTA測(cè)試，也是個(gè)很大的挑戰(zhàn)。特別是在研發(fā)過(guò)程中的OTA測(cè)試步驟是不可少的。在未來(lái)的一年，我們肯定會(huì)看到的是，毫米波在智慧工廠的應(yīng)用中率先發(fā)光發(fā)熱。
解決方案
安立知無(wú)線通訊綜合測(cè)試站MT8000A
安立知：「這部?jī)x器可一體化支援FR1和FR2波段！」
| 圖三 : 安立知無(wú)線通訊綜合測(cè)試站MT8000A | 圖片來(lái)源：anritsu.com |
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一體化支援FR1和FR2波段之RF通訊量測(cè)與協(xié)定測(cè)試
具有5G基地臺(tái)的仿真功能，單一MT8000A測(cè)試平臺(tái)能支援5G使用之FR1(~7.125 GHz)與FR2(毫米波)段。將此功能與OTA Chamber結(jié)合時(shí)，能夠經(jīng)由3GPP指定之呼叫通路來(lái)執(zhí)行毫米波段的RF量測(cè)和波束成形測(cè)試。
使用模組化結(jié)構(gòu)之彈性化平臺(tái)
此尖端設(shè)計(jì)采用模組化結(jié)構(gòu)。此設(shè)計(jì)提供彈性化且擴(kuò)展性面向未來(lái)科技的功能，不僅支援高速寬頻通訊，也支援最新的5G測(cè)試需求，其中包括URLLC（超高可靠和低時(shí)延通訊）和mMTC（大量型機(jī)械式通訊）。
支援現(xiàn)存之LTE測(cè)試環(huán)境
安立知的LTE測(cè)試平臺(tái)提供了全面性的測(cè)試環(huán)境，這是基於本公司長(zhǎng)久以來(lái)豐富的市場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)所開(kāi)發(fā)出領(lǐng)先業(yè)界的功能。此平臺(tái)可輕松配置用於模擬5G和LTE NSA（非獨(dú)立）的連結(jié)環(huán)境，而能夠?qū)⒘繙y(cè)功能的優(yōu)勢(shì)（如客戶的測(cè)試環(huán)境、測(cè)試場(chǎng)景等）發(fā)揮到最大。
是德科技PXI向量網(wǎng)路分析儀
| 圖四 : 是德科技PXI向量網(wǎng)路分析儀 | source:keysight.com |
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是德科技：「我們可減少測(cè)試設(shè)備的占用空間！」
備有6種頻率范圍可供選擇（高達(dá)26.5 GHz），可以僅購(gòu)買所需的頻率。獲得更好的PXI VNA速度、動(dòng)態(tài)范圍、軌跡雜訊和穩(wěn)定性，可改進(jìn)準(zhǔn)確度，并提高良率和邊限。提供全雙埠S叁數(shù)分析功能，僅占用一個(gè)PXI??槽；讓PXI機(jī)箱能空出更多??槽來(lái)安裝其他元件。提供值得信賴的是德科技量測(cè)技術(shù)和校驗(yàn)服務(wù)，以獲得可靠的量測(cè)結(jié)果。可級(jí)聯(lián)（cascade）多個(gè)模組，以獲得真正的多埠測(cè)試及全N埠測(cè)試功能。
羅德史瓦茲ZNA高階向量網(wǎng)路分析儀
| 圖五 : R&S ZNA高階向量網(wǎng)路分析儀 | source:R&S.com |
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羅德史瓦茲：「這款儀器具有出色的射頻性能！」
R&S ZNA新一代高階向量網(wǎng)路分析儀，可簡(jiǎn)化量測(cè)設(shè)置。其量測(cè)穩(wěn)定性和低量測(cè)曲線雜訊讓使用者能夠?qū)χ鲃?dòng)和被動(dòng)元件和模組進(jìn)行嚴(yán)格的量測(cè)。憑藉以待測(cè)物為中心的操作方式、完全采用觸控操作的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，R&S ZNA向量網(wǎng)路分析儀可將量測(cè)的設(shè)置時(shí)間縮到最短。
NI向量網(wǎng)路分析儀（VNA）
| 圖六 : NI向量網(wǎng)路分析儀（VNA） | source:ni.com |
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NI：「PXI VNA可提供高準(zhǔn)確度的RF量測(cè)效能?！?/strong>
NI推出的VNA為10MHz～6GHz的完整向量網(wǎng)路分析系統(tǒng)。PXI向量網(wǎng)路分析器配備2個(gè)連接埠，因此可以擇一選用T/R測(cè)試模組或是完整的S叁數(shù)功能。PXI向量網(wǎng)路分析器支援自動(dòng)化精確校準(zhǔn)、完整向量分析與叁考平面擴(kuò)充，因此適合做為檢驗(yàn)與生產(chǎn)作業(yè)的向量網(wǎng)路分析解決方案，并省下統(tǒng)桌上型VNA的高價(jià)位與龐大體積。
**刊頭圖（source: keysight.com）
