毫米波是5G NR當中一個很重要的技術(shù)，在這幾年當中，只要提到5G，毫米波就會一直不斷的被提起。但毫米波在5G發(fā)展的路上，越瞭解就越發(fā)現(xiàn)它的技術(shù)層次太過複雜。因此目前在各國的5G NR發(fā)展上，多半都是將主力放在Sub-6GHz的身上，並且以消費性電子產(chǎn)品例如手機、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，儘管如此，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，就是將5G毫米波用於建置智慧工廠，採用的就是透過微型基地臺來搭配5G專網(wǎng)的應(yīng)用場景。
| 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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這樣的趨勢從近期到明年都會非常明顯且持續(xù)成長，特別是毫米波的特性，除了有更強烈的指向性之外，在空中的衰減率也更快，這對於商業(yè)用途來說，會需要克服非常多的挑戰(zhàn)。但如果是應(yīng)用在5G專網(wǎng)上，透過一些室內(nèi)微型基地臺的建置，並針對特定場域中的智慧工廠或無人工廠來應(yīng)用，就會非常適合，這也會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，微型基地臺陸續(xù)被規(guī)範、定義得更為完整，接下來勢必也將會帶領(lǐng)產(chǎn)業(yè)快速往這個方向移動，並加速讓企業(yè)專網(wǎng)的應(yīng)用可以更為完善。
對於智慧工廠的應(yīng)用來看，整個工廠中是一個封閉且單一的場域，毫米波將會非常適合用於其中的5G專網(wǎng)。在過去，工廠中的無線通訊採用的是Wi-Fi技術(shù)，然而Wi-Fi所使用的頻段干擾非常多，如果是透過毫米波，由於採用了28GHz與39GHz等高頻頻段，因此在干擾方面就減少了很多，運用在無人工廠中，基本上就不太會發(fā)生訊號中斷的情況。在同一個場域中的大樓與廠房，架上幾個大功率的微型基地臺，工廠中的任何角落都可以直接運用毫米波訊號。而毫米波強調(diào)的就是大頻寬與低延遲，因此無人工廠中的設(shè)備都可以透過足夠的頻寬來連線，讓產(chǎn)線運作更為順暢。
5G NR的商機
這也正是為什麼許多電信商開始在主推企業(yè)專網(wǎng)的主要原因。特別是在亞洲區(qū)，包括日本、臺灣、韓國的電信商，都正積極的推動企業(yè)專網(wǎng)的應(yīng)用。例如日本傳統(tǒng)都是採用PHS的內(nèi)部通訊環(huán)境，慢慢地也都會開始導(dǎo)向5G的專網(wǎng)來做布建，因為PHS接下來可能會關(guān)臺，加上頻寬不夠大、應(yīng)用不夠多，因此就會導(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、5G專網(wǎng)、另外還有就是open ran的部分。Open ran是近期一個比較熱門的議題，在過去這些電信設(shè)備商如NOKIA、Ericsson等都得統(tǒng)包所有的工作，但現(xiàn)在透過這樣的機制，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，讓不同廠商來分攤工作，這過程中也帶給臺廠非常多的機會與商機。
臺灣廠商最擅長硬體的部分，在5G的市場中都有機會讓自家的產(chǎn)品被採用。電信商不一定要跟NOKIA或Ericsson購買所有的設(shè)備，而是可以用自己的解決方案來處理，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)來提供給客戶。這在過去，電信市場像是一個黑盒子一樣，許多人只能看得到，卻分不到商機。現(xiàn)在這個白盒子打開了，大家都有機會可以在5G NR的市場中貢獻一己之力。
智慧城市的5G應(yīng)用
江宗縉認為，在5G NR的發(fā)展上，最快可以達成的依然還是NSA架構(gòu)。因為只需要4G基地臺搭配5G基地臺就做到。然而現(xiàn)階段很多4G業(yè)者的成本都還沒有回收，如果就要他們?nèi)ゼ茉O(shè)SA的5G基地臺，在成本方面就會是個很大的考量。另外需注意的是SA的規(guī)範比起NSA的規(guī)範要來得晚定案，如果市面上還沒有相關(guān)晶片的話，到也還沒辦法真的建置SA的5G網(wǎng)路。NSA的連線必須要先透過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。一個是從4G連結(jié)，一個則是直接連接5G。
基本上，要走向智慧城市，就一定要有IOT的情境，微型基地臺一定會越來越多，因為不可能一直用很高的成本去建置SA的基地臺，所以一定會透過微型基地臺來做輔助。另外，這些智慧城市的場景中，一定都要與安全性息息相關(guān)，因為所有的要求都是必須滿足低延遲的特性，只要一有延遲，可能馬上就會產(chǎn)生意外，因此一定要透過更密集的微型基地臺，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的數(shù)量一定要夠多才有機會。至於智慧工廠，由於是在特定場域中進行，微型基地臺的佈建數(shù)量就不需要太多。目前在Release 16草案中，就規(guī)範了智能車CV2X與工業(yè)物聯(lián)IIoT等應(yīng)用場景，這些服務(wù)需要更進一步的智能化IOT來達成，而這些都是必須要採用SA架構(gòu)來實現(xiàn)。
在智慧城市中，很多目前的服務(wù)透過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，因為有5G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來得更大，透過5G才能完成在低延遲的狀態(tài)下同時進行大流量的傳輸。當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)模的實驗，無法在短短一兩年內(nèi)就完全成熟。通常是特定區(qū)域先做出來，再慢慢延伸擴展，畢竟沒有一定的數(shù)據(jù)輔助，應(yīng)該也沒人真的敢透過車聯(lián)網(wǎng)來行車上路。
結(jié)語
可以觀察到的是，目前在大城市的應(yīng)用中，5G多半是用來做為4G通訊的分流。放眼毫米波的發(fā)展，其最大的缺點，目前還是在於建置成本過高，但毫米波頻段畢竟是個相對乾淨的環(huán)境。而針對高頻訊號的測試，如何順利的進行OTA測試，也是個很大的挑戰(zhàn)。特別是在研發(fā)過程中的OTA測試步驟是不可少的。在未來的一年，我們肯定會看到的是，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
安立知無線通訊綜合測試站MT8000A
安立知：「這部儀器可一體化支援FR1和FR2波段！」
| 圖三 : 安立知無線通訊綜合測試站MT8000A | 圖片來源：anritsu.com |
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一體化支援FR1和FR2波段之RF通訊量測與協(xié)定測試
具有5G基地臺的仿真功能，單一MT8000A測試平臺能支援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，能夠經(jīng)由3GPP指定之呼叫通路來執(zhí)行毫米波段的RF量測和波束成形測試。
使用模組化結(jié)構(gòu)之彈性化平臺
此尖端設(shè)計採用模組化結(jié)構(gòu)。此設(shè)計提供彈性化且擴展性面向未來科技的功能，不僅支援高速寬頻通訊，也支援最新的5G測試需求，其中包括URLLC（超高可靠和低時延通訊）和mMTC（大量型機械式通訊）。
支援現(xiàn)存之LTE測試環(huán)境
安立知的LTE測試平臺提供了全面性的測試環(huán)境，這是基於本公司長久以來豐富的市場經(jīng)驗所開發(fā)出領(lǐng)先業(yè)界的功能。此平臺可輕鬆配置用於模擬5G和LTE NSA（非獨立）的連結(jié)環(huán)境，而能夠?qū)⒘繙y功能的優(yōu)勢（如客戶的測試環(huán)境、測試場景等）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：「我們可減少測試設(shè)備的佔用空間！」
備有6種頻率範圍可供選擇（高達26.5 GHz），可以僅購買所需的頻率。獲得更好的PXI VNA速度、動態(tài)範圍、軌跡雜訊和穩(wěn)定性，可改進準確度，並提高良率和邊限。提供全雙埠S參數(shù)分析功能，僅佔用一個PXI插槽；讓PXI機箱能空出更多插槽來安裝其他元件。提供值得信賴的是德科技量測技術(shù)和校驗服務(wù)，以獲得可靠的量測結(jié)果。可級聯(lián)（cascade）多個模組，以獲得真正的多埠測試及全N埠測試功能。
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，可簡化量測設(shè)置。其量測穩(wěn)定性和低量測曲線雜訊讓使用者能夠?qū)χ鲃雍捅粍釉湍＝M進行嚴格的量測。憑藉以待測物為中心的操作方式、完全採用觸控操作的創(chuàng)新設(shè)計，R&S ZNA向量網(wǎng)路分析儀可將量測的設(shè)置時間縮到最短。
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可提供高準確度的RF量測效能。」
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個連接埠，因此可以擇一選用T/R測試模組或是完整的S參數(shù)功能。PXI向量網(wǎng)路分析器支援自動化精確校準、完整向量分析與參考平面擴充，因此適合做為檢驗與生產(chǎn)作業(yè)的向量網(wǎng)路分析解決方案，並省下統(tǒng)桌上型VNA的高價位與龐大體積。
**刊頭圖（source: keysight.com）
