島國沙龍 II:台灣資通訊產業的競爭力_第二場— — 競逐5G,資通電產業的大航海時代

島國前進 Taiwan March
30 min readNov 30, 2020

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工研院電通所闕志克 所長/報告
島國前進秘書處/整理

延續「島國沙龍 II:台灣資通訊產業的競爭力」第一場討論的數位轉型,10月31日星期六下午的第二場(註一)由工研院電通所闕志克所長主講當前最火紅的科技議題:5G通信。隨著全球5G無線通信基礎設施在各地如火如荼地部署,台灣的ICT產業公司也加緊了腳步,可以預見的是全球5G白熱化的競爭。闕志克所長從介紹5G的相關產品和服務引言,探討當前與未來5G市場的競爭格局,並解析台灣在其中的競爭優勢與機會。

雖然現在5G這個題目很熱門,闕志克所長認為這個議題似乎有點過熱了,大家一直賦予5G一種羅曼蒂克的想像,然而這其實是沒有必要的。因此,闕所長引言的目的在於讓一般大眾有個概念,從產業面了解5G對台灣的意義為何;以及業界現在都在用5G做什麼。除此之外,闕所長也以他服務的工研院為例,說明工研院現在在做的研究與產品,以及與業界間的合作。

工研院電通所闕志克所長深入淺出地為與會來賓從介紹5G的相關產品和服務引言,探討當前與未來5G市場的競爭格局,並解析台灣在其中的競爭優勢與機會。

那麼,5G究竟是什麼?

首先,這當中一定有設備(device),那就是手機、筆電、iPad,或是IoT device,這些設備都需要加5G才能聯絡,這就是台灣可以著墨的部分,而台灣這方面也做了很多,以手機為例,一直是聯發科在做,這部分聯發科做得很好,也不需要政府多加協助。再來,有一個產品叫無線電存取網路Radio Access Network,RAN ),手機一類的設備要連上5G第一步就是這種小基站:Base Station of Small Cell,因為是無線的,所以稱之為Radio Access Network。至於小基站的概念在3G、4G時代就存在了,台灣業界一直想做這塊,只是一直沒有做起來。現在到了5G時代,闕所長認為這會提供台灣一個很大的機會,而從目前初始的徵兆看起來也的確如此。在過去3G、4G時代,小基站主要是扮演輔助的角色,但是到了5G時代,隨著5G頻率、頻寬越來越高,電磁波的頻率越高,傳的範圍就越小,小基站也就會變成主力,不再只是輔助性的角色。因此發展小基站是台灣很大的機會。在5G的領域,整個台灣政府與法人在做的5G program指的就是這塊。至於為何選定這塊作為發展主理,原因很簡單,因為各種生產中,設備(device)量最大;再來就是小基站,量次大。故我們在選定發展方向時就決定針對這塊。

圖為通訊設備的系統,從圖左至右依序為第一線硬體設備(device)無線電存取網路Radio Access Network,RAN )、邊緣運算(Edge)、核心網路(Core),最後才會傳輸到雲端連結至系統服務諸如臉書、Google……等等。

除此之外,5G產業中有個新的概念叫「邊緣運算(edge)」。在過去,資料搜集完成後就是送到雲端計算,然而在5G時代講求低延遲,因此可以考慮在小基站旁加設一個能夠處理資料的設計,也就是邊緣運算。再來,才會有我們常說的:5G Wireless Communication,這個核心(core)就擺在中華電信、台灣大哥大、遠傳的機房裡面。上述這些全部完成後,才會上網路(internet),才會有Google那一套gmail、google map……等等服務系統,這些全部都在後面。假設上述列舉的都是入局競爭的玩家們,台灣也是其中一人,那我們若要決定自己要吃哪一塊產業,以台灣業界目前的體質與優勢,大概落在設備(device)ORAN,還有一部分的邊緣運算(edge)的發展上。

台灣從2014年開始從事5G研發,闕所長表示當時就檢討了台灣業界過去在發展2G、3G、4G時犯了什麼錯誤?學到了什麼經驗?而我們5G到底要怎麼做才會比較適當?

在2G的時代,台灣資通訊業界大致上都沒沾上邊,當時還懵懵懂懂的,在沒什麼產業基礎的情況下就去做了,也因此到了3G時已經落後他人一截,導致先發產品都沒有台灣的份。到發展4G的時候,台灣業界與政府希望藤垢超前部署,但當時政府押寶押在電信。在當時有兩個主要勢力:一個是Intel的wide max;一個是3GPP的LTE(Long Term Evolution)。台灣政府當時的考量是我國有IT產業的優勢,我們對通訊技術( Communication Technology,CT)相對陌生,而普通的telecom都是大廠,但如果我們跟著Intel做,說不定會有機會。所以在4G時代,台灣政府做了一個策略性的決定:和Intel合作wide max,不去做LTE。後來事實證明,這是一個錯誤決定,因為Intel只做了一陣子就收手了,台灣與Intel間的合作也就沒下文了。雖然當時與Intel合作的成果轉做LTE還是能夠有一定的基礎,但都錯過時機了。

所以在2014年,5G要往RND做時,台灣政府就清楚地定義了在這領域我國的重點研究方向。首先是智慧型手機(smart phone)的SoC(System-on-a-Chip),這部分是由聯發科做,而在過去幾年聯發科也確實做出了成果,有一定的競爭力。而發展智慧型手機內部最重要的應用過程(application process)過程也完全掌握了數據機(Modem, modulator-demodulator),這些聯發科都辦到了。再者是小基站(small cell)的base station,這部分是由工研院與資策會、台灣網通廠會來做。當時的假設是各界會在2020、2021產出5G先發產品,政府希望台灣是其中一個可以產出先發產品的國家,這也是工研院當初訂定的目標。在這過程中台灣有一個非常重要、策略性的步驟:努力且積極參與3GPP(電信標準的單位)訂定5G標準。若將整個5G超前部署的規劃解構來看,第一步當然是希望台灣至少能夠跟上潮流,知道、也聽得懂業界在講什麼;第二步則是希望我們能夠貢獻知識技術,如此在未來也可以向使用者收費;第三步則是不但要聽得懂,更要在人家在做的時候就開始執行。最好的結果是在5G的標準底定的那一剎那,我們已經能夠有一個初始模型(initial prototype),不會再像過去,人家都大勢底定了我們才在趕進度。

上述這些,闕所長表示目前台灣工研院與業界都做到了。其中各界最關心的莫過於貢獻知識技術,那麼我們應該如何判斷台灣產出的概念有在5G的標準範圍內?這裡有個術語叫「標準必要專利(standards-essential patents,SEPs」。在5G的標準中有很多概念,有些概念都已經被固著了,那這所謂的SEP就是不可避免、一定要有的。故,倘若我們以所有的SEP作為分母,台灣的團隊貢獻了幾個SEP?目前算起來是2%,這2%不是只有工研院,這是資策會、鴻海、華碩、聯發科大家合作的成果。台灣隊在3GPP的場合很合作,能夠互相支援;也會跟他人換票,畢竟這些提案彼此間都是相互競爭的,有時候會需要和其他的團隊換票。

闕所長也認為其實這2%的成果,雖然在意義上已經相當不錯,確實還有進步的空間。舉例來說,華為和Samsung的成果都在15%以上。但各國、各公司能夠投注的資源也不盡相同,我國的規模大概是一億台幣左右,因此能做到這樣的成果是可以的。關於執行面(implement)的部分,第一個5G的標準是在去年(2019)年底底定的,當時台灣有一個方案是合乎5G標準的。這個方案也許不是一個多優秀的方案,但至少可以執行,也可以作為一個基礎來發展。今年工研院主要就是將這個方案拿來與廠商合作,所以工研院今年的工作目標就是協助這些廠商,將廠商試做出來的硬體,加上工研院做出來、符合5G標準的軟體,提供給廠商的客戶測試,看有沒有機會被選上。

在綜述5G市場目前的競爭態勢與台灣業界當前的發展進度後,闕所長轉從「技術面」去分析,就所長的觀察判斷,目前在5G標準裡面有一個新的套路和趨勢,剛好很適合台灣的公司發展:網路功能虛擬化(Network Function Virtualization,NFV)。闕所長接著說明,傳統購買電信設備就是電信設備商要求電信公司直接買軟、硬體整合完全的系統。電信設備商也不會交代硬體內部的設計,只知道是合乎3GPP的標準。電信商在這種處境下,頂多與廠商講價,或是要求開放設備上的一些API。但是在過去三、四年,電信設備商諸如AT&T、NTT者,開始想:我為什麼要被電信設備商強迫軟硬體一起買?硬體拆開後一看就只是各家廠牌合乎標準的硬體大拼裝,再灌入廠商自己的軟體。因此,這些電信營運商(AT&T、NTT)開始和電信設備商(華為、 Ericsson、Nokia)提議,採Google的那一套做法。目前Google、Amazon、Microsoft這幾家的做法是,當他們在建置資料中心時,已經不會再跟名牌公司(IBM、HP、DELL)購買設備,在生產上,他們會直接下單給台灣的硬體廠商,無論是硬體還是軟體,都是由Google自己設計,因此在這一輪變革中,電信設備商的品牌價值變得很低,但換個角度來說,這也是台灣廠商的優勢與強項。電信營運商心裡想的是:縱使我向IBM、HP、DELL這些名牌公司下單,最後真正做的也不過是緯創、英業達、廣達,那我何不直接找廠商做?因此,這其中的第一步就是要把電信設備的硬體、軟體切割,讓電信設備的硬體趨向通用性(General Purpose Server),架構和他家廠商的雲端中心越像越好。一旦把硬體軟體分開,這些電信服務商就只會和電信設備公司購買軟體,這樣的影響就是電信設備商的利潤就會馬上下滑。這就是網路功能虛擬化(Network Function Virtualization,NFV)傳統網路的功能(Network Function)被放在一個像雲端中心的虛擬化的資料中心,再把電信的功能放在一個虛擬化(virtualized)的世界裡面。

圖左為傳統電信設備商的銷售模式:軟硬體整合完成直接賣給營運商。圖右為近年電信營運商極力想革新的新模式,效仿Google、Amazon等大型公司,把電信設備的硬體、軟體切割,讓電信設備的硬體趨向通用性(General Purpose Server)。

NFV的概念本來只適用在合網,但現在電信營運商也想將這樣的概念、作法應用到小基站上。在過去,小基站一般也是由電信設備商一台一台直接販售,但是現在也可以將小基站的硬體拆成三部分:RU、DU、CU。RU就是天線,那些比較接近radio的部分;剩下各式各樣通訊協定的軟體則可以在DU、CU上執行。RU是相對不標準化的設備,但是DU、CU可以用標準化的service執行。所以,NFV不只是將硬體含軟體拆開,就連在硬體的部分,電信營運商也不願意讓廠商賺,他要盡量用標準化的設備,萬不得已才購買比較特殊的硬體。簡言之,這整個軟硬體分開、盡量用標準化的伺服器的潮流,其實對台灣廠商相當有利,因為RU、DU、CU之間的介面都是設定好的,因此只要購買符合Open RAN規格的硬體就不會有不相容的困擾,這樣的做法叫做:Open Hardware for everything。

現在也可以將小基站的硬體拆成三部分:RU、DU、CU。RU就是天線,那些比較接近radio的部分;剩下各式各樣通訊協定的軟體則可以在DU、CU上執行。RU是相對不標準化的設備,但是DU、CU可以用標準化的service執行。

那麼,現在ORAN的概念是否有一個實際的例證?

ORAN本來只是一個理論性的概念,因為電信營運商講歸講,真要實踐開放硬體時,也沒有人會願意冒這個風險打頭陣。但是在這個特殊的節點上,Rakutan(日本樂天)跳下來當先鋒。目前在日本有三大電信營運商,樂天原本是電商,一直也想入局做電信營運,因此作為一個要與三大原有勢力競爭的後進,他選擇了一個比較激進的做法來打入電信圈。樂天在2019年年初宣布要用ORAN的形式建立4G網路。當時大家都相當興奮,圈內人人拭目以待。值得一提的是樂天選用的廠商DU找了廣達;RU的部分雖說是Nokia,製造商其實是台灣廠商。樂天原本是預計在2019年10月開台,結果推遲到了今年四月。開台後,他們對外宣稱了各式各樣的優點,但其中一項是大家最關心的:樂天宣稱他們4G網路每月的subscription deed,是日本現有的carrier的一半。闕所長說這樣的結果也就證明了ORAN不但可行,也可以做得比較便宜,是有前景的。當然,對於這樣的結果我們還是應該要小心檢視,樂天之所以只需要一半的subscription deed,應該還有其他的原因,其中一個原因就是4G設備現在本來就在最後階段了,已經快沒人使用了,價格本來就會比較便宜;另一部分應該就是因為結構上樂天使用了ORAN的方式去做。然而,重點是樂天今年4月做完4G以後,馬上宣布要用同樣的架構做5G,如此一來,他所需要增加的成本就會變很少,因為原先的架構都已經佈局好了。如前述所及,目前相關硬體都已經標準化了,從4G轉移到5G的差別就只是更換軟體,因此換言之,4G的基礎建設一旦建好了,要升級到5G,就只是軟體升級(software upgrade)的問題。樂天在一開始就採取了Open RAN的做法,未來其他公司在重新佈局時,樂天可以將5G建置的時間縮得很短,價格也可以降得很低。在這裡他已經取得了先機!

日本樂天(Rakuten)作為全球首例,以ORAN的形式佈局4G電信設備。有鑒於目前相關硬體都已經標準化了,從4G轉移到5G的差別就只是更換軟體。換言之,樂天在一開始就採取了Open RAN的做法,未來其他公司在重新佈局時,樂天可以將5G建置的時間縮得很短,價格也可以降得很低,取得先行者的優勢!

那麼,從上述的經驗看來,台灣在ORAN的機會有哪些?

第一個是只做硬體。就算只是做硬體,只要能夠獲得高利潤也無妨。所以,台灣的廠商可以先用FPGA做一個RU的模型(prototype)。在5G的世界裡有兩個頻段:一個是在60 gigahertz以下;一個比較高頻,是在millimeter wave 28或39。第一代各廠商一定都是聚焦在60 gigahertz,所以台灣今年(2020)的進度是用FPGA的方式來發展這些通訊協定,並且聚焦在60 gigahertz;到了明年(2021)希望可以有SoC的基礎。這部分是RU(radio unit)的進展。DU、CU是偏向電信級的設備,這部分就會需要穩定一點再發展。在這樣子的架構之下,台灣有很多廠商希望在雲端世界裡發生過的改變,可以在電信世界裡重演。過去Goolge、Facebook、Amazon、Microsoft不再向DELL、HP、IBM買硬體,改直接向英業達、緯創訂貨;台灣業界也希望未來的AT&T、Deutsche Telekom也可以略過華為、 Ericsson,至少在硬體的部分直接向台灣廠商訂貨,所謂5G的商機就在這之中,這是Open RAN帶來的新機會。

台灣在ORAN的第一個優勢與機會:先用FPGA做一個RU的硬體模型(prototype)

然而真正相對有價值的,當然是在軟體的部分。目前整個台灣的5G企劃都在做符合5G標準的通信協定軟體。我們普通的通信協定有layer 1, layer 2, layer 3,其中重中之重,是layer 1,也就是實體層的radio。將一台小基站切割成RU、CU、DU的方式有很多種,然而在過去,廠商若沒有掌握5G layer one的通訊協定軟體,是不能隨意切割的。因此,目前台灣整個通訊相關法人在做的計畫的重中之重,就是要把5G layer one的通訊協定架構寫出來。一旦掌握了這個,切割小基站就不再是難事,可以依照網通廠的需求幫他執行。在這個層次上,台灣政府、法人的5G企劃扮演了一個重要的角色,如果我們沒有掌握到這套軟體,就沒有辦法真正開發ORAN帶來的機會。其他還有虛擬化的軟體、合網,而目前合網資策會也有在做,成果不錯。這些軟體在過去可能被認為很困難,但是因為有團隊投入,現在的台灣也做出了一些不錯的成果。目前台灣廠商若想要做5G小基站,有兩個選擇:一個是與工研院合作;一個是和cocom合作。cocom會提供一個設計參考(reference design),廠商照著依樣畫葫蘆就行了。但是cocom為廠商更動設計的機率非常低,因為台灣廠商目前還稱不上是一級玩家,如果廠商不想隨著cocom做,他們就會來找工研院做。現在我們知道跟著cocom做的,就只有一家Foxconn。

台灣在ORAN的第二個優勢與機會:把5G layer one的通訊協定架構寫出來,掌握軟體才有辦法真正開發ORAN帶來的機會。

5G的實際應用:邊緣運算(Edge Computing)

闕所長花費了近一半的時間與篇幅,簡述5G的技術架構以及其帶來的變革、轉機。然而實際進入到應用面上,前述相對抽象、技術性的導論,瞬間便具體了起來。

闕所長表示,雖然目前5G的業界相當熱門,但若細看股票市場中的5G概念股,業界做的其實是更加偏向硬體的部分:PCB板、某材料、銅箔基板……等等,不但是硬體,更是硬體中相對底層的部分。但這當然無不可,因為5G帶來了一些新的硬體機會,接下來就會有手機、小基站的機會。就闕所長的理解,目前各大電信營運商(中華電信、台灣大哥大、遠傳)在佈局5G的基礎建設上相當投入,因此闕所長推斷在這一波5G的基礎建設完畢後,大家接著會討論的就是邊緣運算(edge computing)。因為所有的人都想知道:到底有什麼是只有5G能做,4G做不到的?闕所長表示其實很少,再者,大家都認為智慧型手機不會是5G的關鍵應用。目前業界提出來,有說服力的都是低延遲的應用。舉例來說,有一台相機照了一些影像,要立刻送到後端運算,再立刻得到反饋(feedback)進行調整。在這樣有來回延遲(round trip delay)的情況下,工程設計會希望延遲(delay)越短越好。這有兩種解決方法,一是把中間的網路做得很快,二是把運算的能力盡可能地接近小基站。現在4G網路的延遲粗略來說大概100 millisecond,而5G大概可以做到10 millisecond。然而我們一般講的網路延遲除了無線網路還有有線網路,這一旦連上互聯網(internet)就沒完沒了了,因此唯一的解決辦法就是把運算能力盡可能地接近小基站,而這就是邊緣運算(edge)。關於邊緣運算,目前有兩種應用,一種是Realtime Video Analysis;一種是Game Streaming。

5G目前最清楚的優勢就是低延遲,然而一旦連上了互聯網,這項優勢就顯現不出來了。是故唯一的解決辦法就是把運算能力盡可能地接近小基站,而這就是邊緣運算(edge)。

與Realtime Video Analysis最直接相關的就是video surveillance。監視器、攝影機最直接的應用有停車的管理、或是警察巡邏隨身攜帶的body camera。配合Realtime Video Analysis,body camera在照人照車時,能夠馬上判斷、得知出這是不是通緝犯或贓車。另外應用到長照上,也可以安置在老人安養院注意院內老人的行動狀況、有沒有人跌倒……等等。這些都是監視器、攝影機照到後可以馬上分析等。不過,這種應用一定需要低延遲嗎?似乎也不是必須?這項應用在闕所長看來,4G也可以做到,也已經做到了。另外一項應用ETC的挑戰就比較有意思,因為車速快、數量大,確實會需要Realtime Video Analysis。但是同樣的,這像應用也沒有涉及到feedback loop,不會說抓到就把車子停下來,至多就是data分析。

5G的第一類應用:監視器即時分析。
5G的第一類應用:監視器即時分析應用在電子道路收費系統(ETC)

是故各類Realtime Video Analysis應用中相對有價值的就是:智慧零售。目前智慧零售最大的趨勢是Amazon Go,也就是無人商店。首先,我們必須先釐清所謂的無人商店並不是商店沒有人,而是採automatic check out,check out的過程是無人化的。此外,消費者在商店裡消費時,智慧商店可以知道是誰、拿了什麼商品、拿起商品離開的時候可以直接從消費者的帳戶扣款。這之中牽涉的技術大致是攝影機加上重量sensor。這樣的技術其實已經很多人在做了,工研院也有在嘗試。另外一個案例是Profile ID,現在統一超商7–11想做的技術是想要知道在各式各樣的會員卡背後,這位持有者的Profile ID。舉例來說,這位持有者是中年男子、帶個女兒……等等。商家希望在刷卡的一瞬間就可以知道這些資訊、得到這個影像,而這是相對進階的做法。在這個年頭,尤其是受到新冠肺炎的侵襲,商家對開實體店逐漸有深切的反省,因為現在普遍大眾的消費習慣是逛網路商店,而且最弔詭的是開實體店的老闆,對來逛實體店的消費者行為的理解,其實遠不如PChome對那些在進行網購的消費者的理解。因為實體店沒辦法確切知道有多少人流、接觸了哪些商品,但是PChome可以知道消費者的cookie ID;知道他瀏覽過什麼商品、在哪個頁面停留了多久,如此大概就可以推斷出這位消費者是個怎麼樣的人。在這個部分:有多少人進了我的店?進來後移動的軌跡如何?他在移動的過程中摸了什麼商品?在摸的那一剎那是喜歡還是不喜歡?這些資訊PChome都知道。PChome對其消費者掌握度很高。智慧商店的第一個技術門檻是錄攝影機在照相的時候,要能夠知道照的是同一個人;再來是要能夠做骨架分析,判斷消費者的行為與動作,最後是做簡單的臉部表情分析因此,在未來開實體店的目的有二:一、讓客戶體驗;二、蒐集買家的行為。也因此,未來在實體店銷售就變成次要的目的。這就是蘋果Apple store的精神。基本上不太期望賣客戶商品,但是希望客戶在來的時有個優質的體驗,然後在客人玩商品的時候賣家可以從消費者行為上得到一些資訊。闕所長另外舉了與統一7–11合作的案子為例,7–11給工研院的挑戰是自動check out的流程要做到:只要消費者拿的是兩件以下的商品,店內就要有自動payment的機制;而一位消費者只有三秒的時間可以通過。這個設計首要解決的是午休時間排隊的現象。在這個案例中也使用了很多video分析的技術。

5G的第二類應用:智慧零售。

這之中第三種應用的可能性是Smart Manifactury。自動光學檢測(Automatic Optical Inspection,AOI)的概念在做製造的過程中,就及早將做出來、狀況不及的工件剔除。這種AOI的市場非常大,因為各式各樣的行業:PCB板、weaver、紡織、五金……等等,各有各的AOI要做。但是目前相關技術最後還是用錄攝影機照後分析,就算畫素、解析度比較高級,做的終究還是某種圖像或影像分析。同樣的,另外一種趨勢是也許有時我們無法理解工件的居間狀態,工件好不好;但是我們可以從做的人操作的動作的確實度,推斷其製作的工件好不好。假設一個工件的SOP是要順時鐘轉三圈,工人可能只轉了兩圈半。雖然我們沒辦法真正知道他轉了幾圈,但是我們可以從他做的動作過程判定他有沒有遵照SOP,進而確定這個做出來的工件品質如何。所以這個技術概念照的不是工件;而是在檢查做組裝的人有沒有遵照SOP,而遵照的程度又是如何。這個概念技術叫做Manual SOP Verification

5G的第三類應用:智慧製造之自動光學檢測(Automatic Optical Inspection,AOI)
5G的第三類應用:智慧製造之Manual SOP Verification

然而,上述討論到的5G實際應用在闕所長看來都沒有達到真正低延遲的需求。真正會需要5G低延遲特性應用的是遊戲(Gaming)。目前有一項結合無人機(drone)與攝影機的遊戲競賽:無人機競賽(Competetive Drone Gaming),在國外已經有比賽,台灣也有比賽,這個遊戲項目據說到2022年就會變成世大運的正式項目。目前這項遊戲的技術是透過無人機前端的攝影機將錄像即時收進來,再用analog radio的影像傳給飛手。但是anolog raodio的影像品質非常差,因此技術端希望在無人機上加裝5G,如此就可以即時將攝影機看到的影響傳給飛手,飛手帶著錄像目鏡就可以控制無人機。目前預期做到的最高境界是飛手在操控無人機時就像人坐在無人機裡面開一樣。目前工研院已經做了一個可以達到這個境界的模型。做到這個的下一步是改造競賽用的會場環境。既然飛手已經帶著錄像目鏡了,那麼影像就可以不用局限在簡陋的競賽會場,舉例來說,我們就可以在競賽館場貼上紫禁城的影像,只要空間夠大,看起來就可以是真實的無人機在虛擬的紫禁城飛。但是在虛擬的世界飛,實體物件若撞到虛擬物件,還是要有反應。這時候就會需要即時定位:無人機隨時隨地的位置都能夠掌握可以運算出無人機的位置和虛擬物件有沒有碰撞。要做到這樣的成果,需要高頻寬、低延遲,還要有邊緣運算的能力。而且運算的速度以及來回延遲(round trip delay)要非常快。目前國外已經有創新公司在做這方面的嘗試,但就闕所長所知他們還沒有運用到5G的技術。而今年年底工研院會用5G來辦一場競技無人機的比賽。

目前工研院電通所進行的無人機遊戲軟體開發計畫,預計2020年年底工研院會用5G來辦一場競技無人機比賽。。

除了無人機競賽以外,另一個發展項目就是雲端遊戲(Cloud Gaming),目前所有的大廠Google、Amazon、Microsoft、Sony都在做。過去玩家玩遊戲是將遊戲下載到硬體裡面,雲端遊戲的意義是遊戲直接在雲端跑,再將遊戲結果串流到硬體,如此一來,硬體就會可以更輕薄、更便宜,在這種情況下要用5G網路才會通順。現在最初始的狀況是大家都在抱怨google的延遲太長,因為5G還尚未普遍,所以可以預見雲端遊戲和5G會是很好的搭配。也有開發商將同樣的概念應用到手機遊戲上,像是芬蘭的Hatch還有中國的Red Finger。主要是因為現在很多遊戲的第一個平台就是手機,不再像過去是從PC開發後再移植到手機上。現在的手機遊戲越做越大,500 MB、700 MB的都有,下載很慢又很佔容量。若真的做到雲端遊戲,讓手遊在雲端上跑,雲端上的computation power比手機強大很多,會是很好的經驗。有了這些,遊戲的核心就是互動,來回延遲越短越好。然而,更重要的是假如智慧型手機的遊戲可以用雲端的方式來傳送,那麼為什麼不把所有智慧型手機的app都比照辦理?這就是現在許多人都在致力開發的:APP串流(APP Streaming),讓幾乎所有的手機APP都在雲端,手機就只是雲端的窗口。這樣一來,手機只要下載一個APP,就可以跑世界上所有的APP。舉例來說,假使遊客去到了新竹,突然想知道新竹市的公車時刻表,不用下載APP,只要直接去雲端點一下就可以跑了。所以在未來,就沒有「下載」這件事了,所以有的APP都裝在雲端商會,只要點APP就會在雲端跑,把跑完的結果串流到手機上。手機只要downlaod一個一個專門做APP串流的APP就夠了。

在5G基礎設施完備的未來,APP串流會成為新的趨勢。

串流的概念其實可以再被援引到其他的面向去。目前相關開發最重要的考量是資安問題。過去一年來有好幾家廠商:中油、台塑、……等等,都受到勒索軟體的攻擊,所有的這些追根究底都是因為BYOD(Bring your own device)的問題:員工、下包廠商、約聘人員……,把中毒的設備帶進公司所導致的,都不是因為駭客很厲害穿透了防火牆。要解決這種問題,最好的方法就是未來進到公司行號,公司應該要配給員工一台虛擬手機,無論實體手機再怎麼中毒,都不會跟公司行號的IT recourse直接來往,只能經由配置的虛擬手機和公司行號的資料中心互動。這就是APP串流的概念。

最後,闕所長提及整個5G的產業還有一塊「專網」的藍海可以發展。專網的概念是有一些公司,比如說台電,想做智慧電表,而智慧電表等於是在每一戶裝一個電表,隨時將用電狀況回報回去。可是報的時候流量用量也不大,若每個月都要付月租費的話用戶又不情願。如此,最簡單的方法就是台電蓋一座自己的網路,用5G的技術把智慧電表的資料回送。另外一個例子,若台塑在麥寮不想要向中華電信買網路,他自己就可以用5G的設備建專網給麥寮的基地。現在的問題是政府的政策已經確定、也鼓勵公司行號蓋自己的專網,訂出了特別的頻段:4.8~4.9gigahertz 讓公司行號做這件事。這裡面就有一些選擇,但很多電信營運商就會不高興了,認為我付那麼多錢獲得5G頻譜的許可,結果政府鼓勵大公司建自己的專網?但目前政策就是往這個方向走。然而最有可能的,是即使像台塑這樣的公司想建立、營運一個專網,其實是不太可能的。最後的結果還是會外包給電信營運商做。闕所長認為這之中最大的威脅與機會是我們都知道現在工廠若要無線網路,首選一定是wifi,因為價格便宜很多。但是為什麼現在在工廠,大家對使用wifi還是很遲疑?因為干擾。但假使現在台灣政府已經決定要提供4.8~4.9gigahertz跑專網的網路,有人就會想,那我為什麼不也建一個wifi也跑在4.8~4.9gigahertz這個頻段?這項申請是採「保留禁止」,申請了其他人都不能使用,比方,台電就可以說他要買斷麥寮的4.8到4.9,屆時其他人都不可以使用,那到時候再去做一個wifi的網路在4.8~4.9gigahertz之間運作,如此就不會有干擾的問題了。這個對5G專網的計畫有可能會是個很大的威脅,因為有可能最終弄出了4.8~4.9gigahertz的專網,結果是讓利給wifi的人。

最後闕所長總結5G的整個進程:一開始因為5G的標準造成新的radio,再來是Radio Access Network,因為ORAN,網通廠、電子廠商、電信營運商都有獲利的潛力,而這其中的關鍵落在誰可以最快做出符合5G標準的通訊協定疊(Communication Protocal Stack),這也是目前法人的team在做的事。接下來,5G的基礎建設建好了,下一步就是要規劃邊緣運算(edge computing)可以怎麼做,還有與其息息相關的AI分析、串流技術。最後是5G專網,既然頻譜已經確定了,剩下的就是做wifi的技術人員如何去運用這個機會,怎麼與專網的業者競爭。

工研院電通所闕志克所長。

中研院資訊科學研究所的何建明老師在闕所長引言後補充了政府政策面的規劃。目前5G相關的研究和建設經費已經標到1500多億,何老師認為這筆錢政府還是要在基礎建設和軟體上補回去。政府這筆經費要如何有智慧地使用,也是很大的挑戰。

5G比較特殊的地方在於企業專網。怎麼做才對?目前業界有兩種聲音,一是IT、軟體行業,他們認為自己有機會進到這個領域來,代替企業運作5G專網。現在政府大概是因為已經標出去太多經費了,能做的也就是盡量讓這些電信業者走在前面。何老師認為政府應該給電信業者兩到三年的時間,晚點再來決定企業專網應該怎麼做。在這個時間點上,就是讓電信業除了努力地建立公共網路外,也必須在企業專網上經營出自己的品牌。如此等同於讓電信業者取得先行者的優勢。這是我國政府目前採取的策略。

中研院資訊科學研究所何建明老師從政策方向補充台灣5G產業在未來可能的發展。

再者,5G低延遲的特色,反映在遊戲設計上,而遊戲的設備要如何進步讓5G的設備可以結合,也是個很重要的議題。另外還有一個可能性是闕所長比較沒有著墨的,那就是無人自駕車,現在的汽車產業也在經歷另一波Virtualizatio。Virtualization最大的好處就在於這是最厲害的公司贏者全拿的遊戲,所有的建置、設計是由單一公司自己管理。這些公司的競爭力會繼續存在,雖然台灣公司可能進不到最上層的食物鏈,但這對台灣來說,我們在某幾個產業上具有先行者優勢,所以在那些部分台灣是會繼續保持的,台灣要如何在接下來的這幾個競爭場域:5G、NFV、ORAN……,甚至到未來電動車、無人車……等,保持產業競爭力才是目前的關鍵。這些產業結構在改變時,有很多介面處也會改變。以AI來說,業界都預期5G的邊緣運算在未來應該會有很多結合5G、AI的部分,但這誰也說不準。除了剛剛提到的應用,不斷導入智慧分析能量,目前台灣有幾個小的廠商也有架設錄影機,用影像處理的技術處理零售業的消費者行為。這些技術都有人在做了,但是這些技術的商業模式應該怎麼落地,一直是最困難的問題。台灣其實都已經有賣相關設備給世界大品牌了,小公司的成長空間則是我們還要觀察的。以小基站為例,中研院內部還有很多很好、很適合的技術,但是我國政府一開始的策略是將產業發展賭在小基站上。因為小基站除了能夠切進企業專網外,也能切進私家裡面,那麼未來base station有沒有可能走到很多家庭裡面,何老師認為這也可以聽聽闕所長的預測,因為這些小基站是工研院與產業界一起合作進行的,所以很多技術已經有產業界投產了,何老師也期許能夠透過這些在地廠商,看到生產結果真正落實到這些場域裡面,並因為科研是台灣產業的老本,就算台灣不直接生產國防武器,科研本身的強大,能夠讓台灣在國際的供應鏈上占據重要一角,而這也會是台灣最好的防衛、保護。因此,不只是科技界,產業的串連應該是不分朝野,全國共同努力的方向。

註一:島國沙龍 II:台灣資通訊產業的競爭力(第一場)是由台大電機系林宗男教授與資策院卓政宏執行長為基金會引言,逐字稿整理在以下篇章中:

島國沙龍 II:台灣資通訊產業的競爭力_第一場(上) — — 從數位優化到數位轉型,我們都是和自己賽跑的人

島國沙龍 II:台灣資通訊產業的競爭力_第一場(中) — — 智慧科技與資安

島國沙龍 II:台灣資通訊產業的競爭力_第一場(下) — — Q&A

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Written by 島國前進 Taiwan March

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