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探索 5G 技術的世界：它的發展、優勢、用例和挑戰。深入了解 5G 如何重塑通訊、產業和日常生活的未來。

什麼是 5G？

5G，即第五代無線通信技術，是最新、最先進的無線通訊標準，可望顯著提高網路速度、容量和可靠性。5G 技術的主要特點是：

高速：5G 目的在提供比其前代技術更快的資料傳輸速度。5G 理論最高速度可達 20Gbps，比 4G 快 20 倍。

低延遲：5G 將資料從發送方到接收方所需的時間（延遲）縮短至 1 毫秒，比 4G 快近 100 倍。這種超低延遲，對於需要即時回應的應用非常重要，例如自動駕駛汽車、工業自動化和遠端手術。

容量增加：5G 網路目的在處理，比前幾代更多的設備和資料流量。這是透過使用新的無線技術，和先進的網路基礎設施（例如波束成形、大規模 MIMO 和網路切片）來實現的。

更高的頻率：5G 利用更高的頻段，例如 mmWave（毫米波），這可以實現更快的速度和更大的頻寬，但也需要更多的基地台和基礎設施，來覆蓋與低頻段相同的區域。

能源效率：5G 的設計比其前代技術更節能，因為它使用先進的省電功能，並且可以根據網路需求動態調整功耗。

網路切片：5G 引入了網路切片的概念，使電信營運業者能夠為不同的應用案例建立虛擬網路分區，例如關鍵任務通訊、物聯網和娛樂。這使得網路資源能夠更有效地利用，並為不同的用戶群提供客製化服務。

增強的安全性：5G 包含加密、身份驗證和隱私保護等進階安全功能，以確保資料在網路上的安全傳輸。

 

4G 和 5G 有什麼差別？

4G 和 5G 網路之間存在一些差異，包括：

速度：4G 和 5G 網路之間最顯著的差異之一，就是它們的速度。 5G 目的在提供比 4G 更快的資料傳輸速度，理論最大速度可達 20 Gbps，而 4G 通常提供高達 1 Gbps 的速度。

延遲：5G 網路的延遲比 4G 網路低很多。延遲是指資料從發送方，傳送到接收方所需的時間，5G 的延遲可低至 1 毫秒，而 4G 的延遲約為 30-50 毫秒。這對於需要即時回應的應用（例如自動駕駛汽車和遠端手術）非常重要。

容量：5G 網路的容量明顯高於 4G 網路，這意味著它們可以處理更多的設備和資料流量。這是透過使用大規模 MIMO 和波束成形等，先進的無線技術來實現的，這些技術可以更有效地利用網路資源。

頻段：5G 使用比 4G 更高的頻段，包括 mmWave（毫米波，millimetre waves），從而實現更快的速度和更大的頻寬。然而，與低頻段相比，更高的頻段也需要更多的基地台和基礎設施，來覆蓋相同的區域。

網路切片：5G 引入了網路切片的概念，讓電信營運業者為不同的應用案例，建立虛擬網路分區，例如關鍵任務通訊、物聯網和娛樂。這使得網路資源能夠得到更有效率的利用，並為不同的使用者群體提供客製化服務。

能源效率：5G 的設計比 4G 更節能，因為它使用先進的省電功能，並且可以根據網路需求動態調整功耗。

安全性：5G 包含加密、驗證和隱私保護等進階安全功能，以確保資料在網路上的安全傳輸。

總體而言，5G 在速度、延遲、容量和效率方面，比 4G 有了顯著的改進，從而實現了新的應用案例，並推動了各個行業的創新。

以下是國際電信聯盟對 4G 和 5G 之間差異的總結，「5G/IMT-2020 網路的主要特性和要求」。

特徵	4G	5G
速度	理論上最大速度高達 1 Gbps	下行鏈路的理論最大速度高達 20 Gbps，上行鏈路的理論最大速度高達 10 GPbs
延遲	大約 30-50 毫秒	理論上低至 1 毫秒
容量	每平方公里可以處理 10 萬台裝置	每平方公里可以處理 100 萬台裝置
頻率	使用低頻段	它使用更高的頻段，比如毫米波
網路切片	不支援	支援網路切片
能源效率	能源效率較低（每秒 1 倍位元/赫茲）	更節能（每秒 3 倍位元/赫茲）
流動性	可以支援每小時 350 公里的移動速度	可以支援 500 公里/小時的移動速度

這些差異顯示，5G 在速度、延遲、容量和效率方面，比 4G 有了顯著的改進，並提供了網路切片等新功能。

5G 對消費者有哪些應用案例？

作為消費者，5G 技術有望帶來許多令人興奮的新可能性和好處。以下是 5G 可以改善我們日常生活的一些方式：

更快的下載和串流媒體：借助 5G，你可以比以往更快、更可靠地下載和串流內容，例如影片和音樂。這意味著你可以享受更高品質的影像串流、更快的音樂下載，和更無縫的線上遊戲體驗。

互聯生活：5G 支援大量互聯設備，從而可以創建更先進的物聯網設備，例如智慧家電、安全系統和穿戴式設備。這意味著你可以更輕鬆、更有效率地，實現日常生活的自動化和最佳化。

連網汽車：借助 5G，你可以體驗自動駕駛汽車的好處，它可以提供更安全、更有效率、更舒適的交通。這是透過 5G 的低延遲和高頻寬實現的，它可以實現車輛和基礎設施之間的即時通訊。

遠距醫療：5G 支援遠距醫療應用，例如遠距醫療和遠距病人監控，讓你可以舒適地在家中享受醫療服務。這對於居住在偏遠地區或行動不便的人來說，尤其有幫助。

沉浸式體驗：透過 5G，你可以在行動裝置上體驗沉浸式擴增實境 (AR) 和虛擬實境 (VR) 體驗，從而增強遊戲、娛樂和教育體驗。

增強定位服務：5G 的高精度定位功能，可實現增強的基於位置的服務，例如擴增實境導航、室內定位和資產追蹤。這意味著你可以更好地了解自己身在何處，以及需要去哪裡。

除了這些用例之外，5G 還支援固定無線存取 (FWA，fixed wireless access)，無需傳統的有線連接，即可為家庭和企業提供高速網路連線存取。這意味著你可以獲得更快、更可靠的互聯網連線，即使在有線連接不可行，或不實用的地區也是如此。

總體而言，5G 技術有可能透過實現新的應用案例，和推動各行業的創新，來改變我們的生活。

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5G 對企業有哪些應用案例？

5G 為企業提供了許多令人興奮的應用案例，使他們能夠改善營運、提高效率，並推動創新。以下是從企業角度來看，5G 在不同產業中應用的一些範例：

製造業：除了即時監控和控制工業流程之外，5G 還可以支援協作機器人（或稱為「cobots」）的使用，這些機器人可以與人類一起完成組裝和其他任務。這可以提高生產力、安全性和靈活性。

物流和運輸：5G 可以透過提供貨物和資產的即時追蹤和控制，以及自動化流程，幫助海港和機場優化營運。例如，貨物處理設備可以配備感測器，來追蹤貨物並優化處理，而自動無人機可用於檢查和維護任務。

農業：除了精準農業，5G 還可以支援無人機和機器人等，自主農業設備的使用，幫助播種、噴灑和收割等任務的自動化。這可以提高生產力，降低勞動成本，並優化資源利用。

能源和公用事業：5G 可以實現智慧電網的使用，從而優化能源分配，減少能源浪費，提高供電的可靠性。這也有助於整合再生能源，並實現消費者之間的能源交易。

醫療保健：除了遠距醫療保健應用外，5G 還可以利用擴增實境 (AR) 和虛擬實境 (VR) 進行醫療訓練和模擬，以及遠距手術。這有助於改善醫療效果、降低成本，並增加醫療服務的機會。

智慧城市：5G 可以實現先進的交通管理系統、公共安全應用和環境監測解決方案的使用。這可以提高城市的安全性、效率和永續性，並提高市民的生活品質。

採礦：5G 可實現卡車、鑽孔機和挖土機等自動採礦設備的使用，從而幫助實現鑽孔、運輸和裝載等任務的自動化。這可以提高安全性、降低勞動成本，並優化資源利用。

交通運輸：除了海港和機場，5G 還可以應用於更廣泛的交通運輸領域，以優化營運並提高效率。例如：

• 連網汽車：5G 可以實現車對車 (V2V) 和車對基礎設施 (V2I) 通信，從而提高安全性並減少擁塞。連網汽車可以相互通信，並與基礎設施通信，共享有關道路狀況、交通和天氣的資訊，從而使駕駛員能夠做出更好的決策，並避免事故。
• 智慧交通管理：5G 可以實現先進的交通管理系統，從而優化交通流量並減少交通擁堵。這可以透過即時監控和控制交通燈、道路標誌，和其他基礎設施來實現。
• 自動駕駛汽車：5G 可以實現自動駕駛汽車的使用，從而提供更安全、更有效率、更舒適的交通。這是透過 5G 的低延遲和高頻寬實現的，它可以實現車輛和基礎設施之間的即時通訊。
• 車隊管理：5G 可以實現車輛的即時追蹤和控制，有助於優化車隊管理，提高效率。這可以透過使用感測器、GPS 和其他技術來實現，這些技術可以提供有關車輛位置、燃料使用情況，和維護需求的即時資訊。

總體而言，5G 為改善營運、提高效率和推動各行業的創新，提供了許多令人興奮的可能性。透過利用 5G 的高速連接、低延遲和更大容量，企業可以轉變營運方式，並在其行業中創造競爭優勢。

5G 最熱門的垂直產業有哪些？

目前已有多個垂直產業，正在利用 5G 技術或計劃，在不久的將來利用 5G 技術。根據我們對佈署模式/試用模式下 100 多個企業應用案例的全球分析，以下是一些頂級行業垂直領域：

製造業：製造商正在使用 5G 來提高生產力、減少停機時間，並實現新的商業模式。例如，5G 可以實現對工業製程的即時監控和控制，有助於優化生產並降低維護成本。此外，5G 還可以實現協作機器人的使用，與人類一起工作，以提高效率和靈活性。

醫療保健：醫療保健提供者正在使用 5G，來實現遠距醫療保健應用，例如遠距醫療和遠距病人監控。這可以改善醫療服務的取得、降低成本，並改善病患的治療效果。此外，5G 還可以利用擴增實境 (AR) 和虛擬實境 (VR) ，進行醫療訓練和模擬，以及遠距手術。

交通運輸：交通運輸公司正在使用 5G 來提高安全性、減少擁塞，並增強客戶體驗。例如，5G 支援車對車 (V2V) 和車對基礎設施 (V2I) 通信，可以改善交通流量並減少事故。此外，5G 可以實現自動駕駛汽車的使用，從而提供更安全、更有效率、更舒適的交通。

能源和公用事業：能源和公用事業公司，正在使用 5G 來優化能源分配、減少停機時間，並提高安全性。例如，5G 可以實現智慧電網的使用，從而優化能源分配，減少能源浪費，提高供電的可靠性。此外，5G 還可以使用無人機進行檢查和維護任務，減少在潛在危險環境中人工干預的需要。

總體而言，這些產業正在利用 5G 技術來推動創新、創造新的收入來源，並改善營運。越來越多的證據顯示，5G 技術在這些行業中具有優勢，包括提高生產力、減少停機時間、增強安全性，和提高客戶滿意度。

要從此分析中獲得即時見解，請下載我們的免費白皮書「私人 5G 網路和測試報告」。

要獲得有關 5G 垂直行業的深入更新，請訂閱我們針對行業垂直行業的高級報告：

• 5G 助力智慧製造
• 5G 助力智慧醫療
• 5G 助力智慧交通
• 5G 能源與公用事業

5G 應用技術有哪些？

國際電信聯盟（ITU）為增強型 5G 應用，定義了以下三個主要應用領域。 – 增強行動寬頻 (eMBB，enhanced Mobile Broadband)、超可靠低延遲通訊 (URLLC，ultra Reliable Low Latency Communications) 和海量機器類型通訊 (mMTC，Massive Machine Type Communications)。

增強行動寬頻 (eMBB) - eMBB 是一項 5G 應用技術，專注於為用戶提供更快、更可靠的行動寬頻連線。它採用多種技術來實現這一目標，包括：

• 毫米波 (mmWave) 頻率：eMBB 利用高頻頻段（例如 mmWave 頻率）來增加網路容量，並實現更快的資料傳輸速率。這些高頻帶提供更寬的頻寬，可以支援更高的資料速率，但範圍也更短，更容易受到干擾。

• 大規模 MIMO：eMBB 還使用大規模多輸入多輸出 (MIMO) 技術，該技術能夠使用多根天線，同時傳送和接收資料。這可以增加網路容量，並改善覆蓋範圍，從而實現更快、更可靠的連接。
• 波束成形：eMBB 利用波束成形，使網路能夠將訊號集中在特定方向，以減少干擾並提高訊號品質。波束成形（Beam forming）還可以實現更高的資料速率，和更好的覆蓋範圍

超可靠低延遲通訊 (URLLC) - URLLC 是一種 5G 應用技術，可實現極低延遲、高可靠的即時通訊。它採用多種技術來實現這一目標，包括：

• 網路切片：URLLC 透過網路切片，為特定應用案例建立專用網路資源。透過優先處理 URLLC 流量而不是其他類型的流量，這可以提供保證的服務品質並減少延遲。

• 邊緣運算：URLLC 使用邊緣運算，來處理更靠近最終用戶的數據，從而減少延遲並提高可靠性。邊緣運算涉及在靠近使用者的伺服器上處理數據，而不是將資料來回發送到中央資料中心。

• 時間敏感網路 (TSN)：URLLC 也利用 TSN，這是一組 IEEE 標準，支援透過乙太網路進行即時通訊。TSN（Time-Sensitive Networking）可以提供確定性和低延遲通信，這對於 URLLC 應用案例非常重要。

海量機器類型通訊 (mMTC) - mMTC 是一項 5G 應用技術，專注於為海量物聯網設備提供連接。它採用多種技術來實現這一目標，包括：

• 低功耗廣域 (LPWA) 網路：mMTC 利用 LPWA 網路，以低功耗提供遠距離通訊。LPWA 網路包括窄頻物聯網 (NB-IoT) 和長距離廣域網路 (LoRaWAN) 等技術。

• 網路切片：mMTC 也使用網路切片，為特定的物聯網應用案例，分配網路資源。這有助於優化網路資源並減少延遲。

• 邊緣運算：mMTC 利用邊緣運算，來更接近最終用戶處理數據，從而減少延遲並提高可靠性。邊緣運算還可以幫助，減少需要透過網路傳輸的資料量。

總體而言，這些 5G 應用技術對於實現不同產業的廣泛應用案例非常重要。透過利用正確的技術組合，企業可以創造新的收入來源、提高效率並增強整體客戶體驗。

什麼是 5G 頻譜？

頻譜決定覆蓋範圍和速度。 5G 網路的效能，很大程度取決於我們與基地台的距離。廣義上，5G 頻譜可分為以下 3 個頻段。網路業者需要使用下面提到的低頻段、中頻段和高頻段頻譜的一個或多個組合。

低波段頻譜

低頻段頻譜（低於 1GHz）非常適合提供廣域覆蓋和室內穿透。這也是最適合語音和訊息服務的頻譜。從商業角度來看，低頻段頻譜對於電信業者來說非常有價值，因為它使他們能夠提供全國覆蓋和改善的室內覆蓋。然而，它的容量有限，這可能會成為資料密集型應用的瓶頸。從技術角度來看，低頻段頻譜覆蓋範圍更廣，但與高頻相比頻寬較低。這意味著它可以支援更少的設備和更慢的資料傳輸速率。然而，它也能更有效地穿透牆壁和建築物等障礙物，使其成為室內覆蓋的理想選擇。

中頻頻譜

中頻頻譜（1-6GHz）在覆蓋範圍和容量之間，取得了平衡。與低頻段頻譜相比，它提供更快的資料傳輸速率，和更低的延遲，同時也提供比高頻段更廣泛的覆蓋範圍。從商業角度來看，中頻頻譜對於電信業者來說非常有價值，因為它使他們能夠為資料密集型應用，提供覆蓋範圍和容量。從技術角度來看，中頻頻譜在覆蓋範圍和容量方面，具有良好的平衡，適合廣泛的應用。然而，對於城市地區或體育場等高密度環境，其容量可能仍然有限。

高頻段頻譜

高頻段頻譜（毫米波頻率）提供最高的資料傳輸速率，和最低的延遲，但覆蓋範圍和穿透力有限。從商業角度來看，高頻段頻譜對於電信業者來說非常有價值，因為它使他們能夠為 VR/AR，和雲端遊戲等資料密集型應用，提供高速連線。然而，它需要密集的小型基地台網路來提供覆蓋，而佈署成本可能很高。從技術角度來看，高頻段頻譜具有最高的頻寬，可以實現更快的資料傳輸速率，和更低的延遲。然而，它的範圍有限，並且可能受到建築物和樹木等障礙物的影響，需要密集的小型基地台網路來提供覆蓋。

整體而言，5G 佈署的頻譜選擇將取決於多種因素，包括覆蓋需求、容量需求和成本考量。電信業者需要平衡技術權衡和商業機會，以確定其 5G 佈署策略的最佳頻譜。

改善室內 5G 體驗是否帶來機會？

是的，改善室內 5G 體驗提供了無數機會，特別是在商業、技術和社交連結領域。

首先，企業可以利用改進的室內 5G 體驗，來增強其營運，特別是在製造業、物流業和醫療保健等行業。例如，支援 5G 的工業物聯網 (IIoT) 感測器，可以提供有關設備性能、供應鏈狀態，和患者健康等指標的即時數據。這可以使企業優化流程、減少停機時間，並提高客戶滿意度。

其次，改善室內 5G 體驗可以推動技術創新，特別是在擴增實境（AR）、虛擬實境（VR）和人工智慧（AI）等領域。例如，5G 可以實現低延遲和高頻寬連接，從而可以傳輸高品質的 AR/VR 體驗，並即時處理大量資料。這可以為沉浸式娛樂、遠端協作，和智慧城市應用開闢新的可能性。

第三，提升室內5G體驗可以增強社交連結性，特別是在遠距工作和線上教育的背景下。隨著越來越多的人在家工作和學習，可靠、高速的連結已成為必需品。 5G 可以提供更快、更可靠的網路連接，讓人們即使相距遙遠也能與同事、朋友和家人保持聯繫。

總而言之，改善室內 5G 體驗可以為商業、技術和社會連結提供無數機會，使其成為未來發展的重點領域。

哪些國家已經推出 5G？

截至 2023 年 3 月，全球已有 250 多家無線服務供應商，實現 5G 網路商用佈署。

若要追蹤全球 5G 網路佈署和區域計畫的完整詳細資訊（包括全球 5G 生態系統參與者），請聯絡我們以了解會員計畫。會員下載「5G網路現況」電子書即可了解所有詳細資訊。

領先的 5G 公司有哪些？

美國領先的 5G 營運商包括 AT&T、T-Mobile 和 Verizon。如需查看更多電信商清單及其最新更新，請造訪所有電信業者。

領先的 5G 網路設備和科技公司包括愛立信、諾基亞和三星。如需查看更多科技公司列表，請造訪「所有公司」。

領先的半導體和晶片組公司包括博通、高通和聯發科。

領先的房地產基礎設施公司包括 American Tower 和 Cellnex。

具有邊緣運算功能的 5G 超大規模領導者包括 AWS、Microsoft Azure 和 Google Cloud。

5G 網路面臨哪些挑戰？

5G 網路面臨一些挑戰。5G 超低延遲行業標準既複雜又延遲。3GPP 預計將在 2021 年下半年發布的 Release 17 中解決這個問題。

人們對具有 5G 原生連接的低成本設備，出現延遲感到擔憂。由於 5G 設備的供應有限或有成本問題，大規模佈署 5G 設備可能會非常昂貴。例如，AGV 或 5G CPE 設備，和工業設備上的智慧眼鏡，或智慧感測器可能在市場上不易取得，而且數量不足以降低設備成本。因此，大規模佈署該設備可能會非常昂貴。由於這些功能的成本可能很高，因此工業網路可能無法從基於工業乙太網路和 OPC UA 等佈署遷移。

對於時間敏感網路 (TSN) 連接應用案例，有兩個擔憂：基於 5G 的 TSN，僅在試驗中進行了測試，而尚未在大規模工廠中進行測試。

第二個擔憂是現有基礎設施的升級，以防其不符合私有 5G 網路的要求。這可能需要投資新的基礎設施，和/或更換現有的基礎設施。

在世界某些地區，人們擔心 5G 無線電相關的健康和電力使用，即被認為不夠環保。然而，5G 具有自動化網路資源管理的先進功能，可以為電信營運業者和企業節省能源。

測試 5G 網路面臨哪些挑戰？

以下是驗證 5G 網路工業級效能、可靠性、安全性，以及營運與 IT 技術整合的關鍵考慮因素。

• 頻譜 —— 驗證對多個頻段（FR1/FR2）的支持
• 干擾 —— 辨識並消除任何干擾
• 裝置複雜性 —— 驗證對 sub-6GHz 和 mmWave 的支持
• 無線存取 —— 測試多種無線存取技術，包括 5G 新無線電 (NR) 和 4G LTE
• 佈署模式 —— 測試不同的佈署模式，例如 NSA 和 SA
• 延遲 —— 驗證是否滿足 eMBB 和 URLLC 應用案例指定的延遲要求
• 無線 (OTA) 測試 —— 驗證近場和遠場 OTA 的正確 5G 傳輸
• 頻寬 —— 測試可變頻寬和子載波間隔 (SCS)
• 功率等級 —— 支援不同功率等級的測試

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