跟4G不一样在哪?5G白话文快速看懂技术差异

想象一下,当高速公路从单向双信道升级成两百条车道,即便是连假期间,也能让大批车辆同时涌入;驾驶几乎不需踩塞车,方向盘一转,马上从主干道开往交流道。更惊人的是,平均车速会维持在120公里以上。

这样的场景正是5G最大特点,“拥有超高速度,却不会因为信号来回而变慢。”

移动通信网络经过40年发展,才走到现在的5G——第五代移动通信网络(5th generation mobile networks)。技术创新平均每10年出现一次,带给人们许多生活、产业上的改变。

美国无线产业协会(CTIA)指出,1G仅拥有2.4kbps传输速度,但已跨出一大步,突破过去“定点”打电话限制。2G速率介于56k-114kbps之间,实现语音通信数字化,通过手机上的小屏幕传递文本内容,打开短信时代。3G标准自2000年正式公告,拥有384kbps速率,可以让用户浏览网站与串流音乐。4G带来的稳定速度,被认为是应用程序(App)经济推手,更带动社群网站发展。

对一般消费者来说,速度确实是5G较“有感”的优点。 CTIA表示,现在的4G LTE网络提供平均10-20 Mb/s的连接速度,同样下载一部两小时左右的电影,4G在理想状态下得花6分钟时间,5G仅需3.6秒就能完成任务。

虽然5G理论速度能比4G快上一百倍,但相较之下,电信企业看法仍略显保守。如中国移动表示,5G网络速度约是4G的11.2倍,“同样时间内,用4G只能下载半集戏剧,5G可以搞定10集。”

或许有人会问,如果不追求极速,那么5G就跟我关系不大啦?答案既是肯定,也是否定。

4G拥有网络构建完善、基站数量多、网速稳定以及资费合理等优势,短期内仍是台湾消费者首选。关键在于,4G受到“行动流量持续上升”与“低频率负荷有限”考验,试着回想看看,当你在跨年、参加演唱会时,是否连打开社群网站都很困难,更不用说开直播。

国家通信传播委员会(NCC)统计,去年初台湾4G用户平均数据传输量为14.74 GB;2019年5月已增长为平均16.85 GB,位居世界前面。爱立信(Ericsson)也强调,全球移动宽带流量至2024年会是现在的5倍,特别是在市区密集区域,若仅依赖4G将无力负担。

频率越高,能传输越多数据、装更多消息;频率低则装载量小,速度有限。换言之,4G采用低频的先天限制,是5G不得不发展的主因,速度反而是其次。

简单说, 5G拥有高速(speed)、低延迟(latency)、广连接(connections)等三项特性,后两者对产业发展影响较显著。

毫秒之间的差距很重要吗?同时连接大量设备又如何?

网页出现“转圈圈”是小事,若因为连接延迟而影响人身安全就不得了。像是无人车时速来到100公里时,紧急煞停时间是分秒必争;无人机搜救灾难现场搭载5G,也能减少因延迟导致的远距操控失误机率。甚至远距医疗、VR直播、4K画质直播,都因此有发展契机。

5G听起来美好,现实中还有不少地方需要设备商、电信商,甚至政府共同努力。

为提升5G覆盖率及传输性能,国家实验研究院科技政策研究与信息中心表示,除了持续利用既有的授权频段以外,5G纳入6GHz以下(Sub-6GHz)频段与毫米波(mmWave)频段,目前的4G技术将继续发展并成为6GHz以下频段互补技术。这也代表电信企业并不会因为发展5G而完全忽略4G;相反地,企业已经表达会适度改建部分4G基站,强化系统信号切换。

由于5G高频毫米波容易被干扰,因此需布置数量更多的基站,才能达到一定的覆盖率。如日本政府正规划将红绿灯、路灯都装上5G基站,就是希望提高基站密度。这也代表微型基站(small cell)重要性更胜以往。

5G微型基站搭配“massive MIMO”(缩小天线尺寸,塞进手机和微基站)、“波束成形”(强化特性方向信号发送)发展,已经能克服技术难关,做出一定水准。

由于新设备成本高昂,如中华电信董事长谢继茂曾说过:“ 光是5G基础设施构建费用,可能就是4G三倍。 ”在目前仍找不到5G主流商业模式的情形下,电信企业短时间内不会全面构建5G基地,即便NCC表示电信商有覆盖全台50%人口义务,信号集中六都的现象在所难免。

再加上企业互相点燃战火,都想抢竞标连续大带宽,期待让5G投资具备最大效益,这场新移动上网战争才正要开始而已。