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你可能想知道「5G 技術有什麼好處？」以及「5G 有什麼用？」當我們思考 5G 的重要性，以及 5G 的所有優勢時，我們會發現這個清單很長。5G 技術的特性，將為許多不同產業帶來新的創新。5G 的應用包括工廠內部，和人與人之間更快、更有效率的通訊。5G 支援更高的設備密度，能夠在特定區域內，實現大量連接設備，這對於智慧城市和工業應用中，不斷增加的連接設備數量非常重要。
5G 是邊緣運算的巨大推動力，可應用於工業 4.0、醫療保健和遠距醫療，以及交通運輸和公共安全領域，從而加快影像處理和資料傳輸速度，並提高緊急應變速度。此外，5G 也將帶來一些「未來性」優勢，包括新的溝通方式。這些應用案例將包括遠端、即時協作，以及透過擴增實境 (AR) 或 3D 全像圖，與專家或醫生溝通等。
在本報導中，我們將探討 5G 的一些好處、5G 的特性和能力，以及 5G 相對於 4G 的優勢。
5G 有何特別之處？
5G 有什麼優勢，5G 能做什麼？由於雲、邊緣設備，以及工業和農業中的遠端操作，當今的世界高度分佈。這些技術使得每個人、每件事物都能無縫連接，無論他們身在何處。這就是為什麼 5G 將有利於未來的產業、城市、就業和經濟。5G 作為第五代蜂窩技術，與 4G 相比，提供了新的頻率和核心網路功能。
由於 5G 支援新的用例、先進的技術和大規模創新，現在是組織利用下一代 5G 解決方案的時候了。事實上，根據埃森哲的研究，投資 5G 的公司未來三年的營收成長速度，將提高 2.5 倍。
5G 好處一覽：
- 更高的速度和更低的延遲 使得近乎即時地遠端控制設備成為可能，從而推動了新的機器對機器通訊應用案例。事實上，超可靠低延遲通訊 (URLLC，Ultra-Reliable Low Latency Communications) 是 5G 的關鍵特性，可為一系列關鍵任務應用，提供高可靠性和低延遲通訊。
- 更高的容量 意味著 5G 可以提供比 4G 高出 100 倍的容量，這為需要更高可靠性和吞吐量的城市、工廠和私人網路，開闢了許多新的應用案例。
- 增加頻寬 使企業能夠更輕鬆地處理和理解大量數據，從而能夠對產品、客戶和營運效率做出更好的決策。
- 網路切片 允許營運商在單一實體基礎架構上，建立多個虛擬網路。每個切片都可以針對特定用例進行最佳化，為不同的應用提供客製化的網路功能。
- 5G 增強型行動寬頻 (eMBB) 功能為行動裝置提供更快、更可靠的網路接入，使其適用於串流 4K 影像等高頻寬應用。
- 海量機器類型通訊 (mMTC) 是 5G 的功能，可同時支援大量設備的連接需求，從而改變具有大規模感測器佈署的物聯網應用的遊戲規則。
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為什麼 5G 比 4G 更好？
為什麼 5G 很重要，以及它如何改進 4G？ 5G 有許多令人興奮的新應用案例，但這並不意味著 4G 將會消失。事實上，4G 是目前最普遍的網路。這意味著兩者可以共存，以提供多種網路技術選擇。然而，展望未來，組織所體驗到的眾多 5G 好處，意味著它正在迅速成為主導網路。這是因為 5G 的速度不僅可以提高手機效能，還可以為連網汽車、醫院、工廠和其他資料密集型應用，開闢無線技術機會。
5G 相對於 4G 的幾個主要好處
5G 支援在一個區域內連接的設備，比 4G 支援的多得多。這為物聯網設備打開了大門，它將滿足智慧城市、製造自動化和基礎設施管理應用的資料密集需求。與 4G 網路相比，5G 具有更低的延遲、更高的速度，以及對眾多連接設備的支持，因此有利於工廠自動化、影像監控和連網汽車等應用。
正如我們的圖示所示，5G 在速度和吞吐量上比 4G 和 3G 有了巨大的飛躍。
5G 的 6 個主要特性和好處
5G 的主要優勢是什麼？ 5G 已經在幾個依賴其低延遲、高頻寬和高速度的關鍵產業中創造價值。例如，瑞典一家礦場，透過創建支援 5G 的自動化系統，將鑽孔和爆破成本降低了 1%。歐洲福特工廠正在使用 5G 來支援人體手勢辨識和虛擬實境應用，以提高生產線效率。在醫療保健環境中，醫院可以使用物聯網感測器，來追蹤胰島素幫浦、呼吸器和心電圖機。這使得尋找需要維修的設備，變得更加容易。
5G 將為我們帶來什麼好處？讓我們來分析一下 5G 的優點：
- 速度
- 低延遲
- 頻寬
- 邊緣切片
- 覆蓋範圍
- 更多連接設備
想知道 5G 架構是如何設計，來為連接的設備提供更好的性能的嗎？
速度
5G 速度有多快？簡而言之，5G 速度能力取決於許多因素，例如位置、連接到網路的人數、你使用的 5G 網路，以及你擁有的 5G 裝置。在美國，其全國範圍的網路大多依賴低頻段 5G，儘管有些國家正在加速佈署中頻段 5G。中頻段 5G 可以在長距離傳輸時攜帶大量數據，並且比低頻段速度更快。高頻段毫米波頻譜提供了非常快的下載速度，但由於無線電波無法穿透障礙物或傳播很遠，因此運動體育場等場所受益最大。
- 4G 速度 － 高達 100 Mbps
- 5G 速度 － 高達 20 Gbps
低延遲
5G 的優勢在於減少延遲，特別是對於資料密集和關鍵任務應用。延遲是指發送資料所需的時間，它比速度更重要。借助 5G 技術，延遲可以低至 1 毫秒。這比人類對視覺刺激的反應速度快 250 倍。這種超低延遲使得自動駕駛汽車、遠端手術和複雜機器人等幾乎立即響應命令。事實上，對於自動駕駛汽車而言，延遲使得以 60 英里/小時行駛的汽車，能夠對道路上的障礙物做出反應，並在汽車滾動一英寸多一點之前開始煞車。這比人類的煞車反應有了令人難以置信的改善，這使得汽車在煞車前可以滾動三十碼。
- 4G 延遲 —— 200 毫秒
- 5G 延遲 —— 1毫秒
頻寬
5G 頻寬包括三個主要頻段，每個頻段都有各自的優勢。5G 無線電訊號的速度和範圍，取決於它們所代表的頻譜。這三個頻段包括低頻段、中頻段和高頻段。低頻段 5G 包括 600 MHz 至 1 GHz 之間的頻率。中頻 5G 範圍為 1 GHz 至 6 GHz，包含 3.7 至 3.98 GHz 的 C 波段。高頻段頻率位於毫米波頻譜內，範圍從 24 到 39 GHz。儘管高頻段 5G 僅在短距離和無障礙物的情況下有效，但在最佳條件下可以產生高達 10 Gbps 的速度。
- 4G 頻寬 —— 4G LTE 頻段包括 600 MHz、700 MHz、1.7/2.1 GHz、2.3 GHz 和 2.5 GHz 頻譜，支援行動寬頻。
- 5G 頻寬
· 低頻段 —— 此頻率範圍緊鄰 4G 和 3G 網路運作的頻率範圍。營運商通常利用現有的頻譜和基礎設施，來快速佈署 5G。
· 中頻段 —— 中頻段 5G 可以覆蓋大面積區域並提供 300 Mbps 至 1 Gbps 的速度。此頻段融合了速度、範圍、穿透力和容量，可與傳統寬頻網路相媲美。
· 高頻段 —— 5G 高頻段毫米波傳播距離短，無法穿透建築物或其他障礙物，因此 5G 天線和設備必須在建築物內傳遞這些訊號。但這個頻段在人口密集的地區和大型擁擠的場所很有用。
邊緣切片（Edge Slicing）
5G 邊緣切片使行動營運商能夠將其網路，切割成多個虛擬專用網路，以更好地服務具有不同需求的工業和企業客戶。5G 邊緣切片的好處是，切片可以靈活佈署。例如，組織可以將一個切片專用於一個基地台，限制在一個校園區域、一個城市，或甚至更大的區域內。這些虛擬專用網路切片隔離網路和關鍵企業流量，以確保業務資料的安全。當設備和應用效能很重要時，邊緣切片非常適合需要低延遲和高頻寬的應用。
- 4G 邊緣切片 —— 4G 網路切片以在基礎設施中隔離服務的有限形式存在。
- 5G 邊緣切片 —— 5G 無線連線存取網路 (RAN) 切片，支援車聯網 (V2X) 等新的創新應用。
覆蓋範圍
在美國，62% 的美國人可以在家中享受高速 5G 覆蓋（對這數據，蠻懷疑的）。據 VIAVI 稱，全球 GDP 最大的 70 個經濟體中，目前已有 47 個擁有活躍的 5G 網路。儘管美國的覆蓋率居世界首位，但卻未能滿足需求。根據波士頓顧問公司預測，到 2027 年，5G 的年數據流量將激增至 5G 之前年數據流量的 7 至 9 倍。到 2033 年，行動流量將成長近六倍。隨著 5G 網路的創新應用不斷出現，城市將需要增加額外的中頻段 5G 服務。為了滿足這一巨大的需求，美國需要增加高達 250% 的中頻頻譜供行動使用。
最近的一份流動性報告提供了這些數據點：
- 4G 覆蓋率 —— 到 2021 年底，4G 覆蓋率將超過全球 85% 的人口，到 2028 年可能達到 95% 以上。
- 5G 覆蓋率 —— 目前全球 30% 的人口已被 5G 網路覆蓋，到 2028 年可能達到 85%。
更多互聯設備
5G 網路從一開始就被設計為支援大規模物聯網，幫助各行各業實現萬物互聯的世界。5G 網路不僅能夠在 0.386 平方英里的面積上，支援 100 萬台設備，而且還支援低功耗。這意味著連接的設備可以連續運行數月或數年，而不會出現問題。與必須進行效能權衡的當前物聯網服務（例如 Wi-Fi、藍牙和 Zigbee）相比，這具有巨大的優勢。
雖然 5G 的重要性不容小覷，但並非所有設備都需要 5G 等級的速度、延遲和容量。對於這些設備，LTE-M 或 NB-IoT 可能效果最佳。LTE-M 使用與 4G/LTE 相同的頻譜和基地台，但限制較多。其速度高達 1 Mbps，延遲為 50 到 100 毫秒，非常適合即時通訊。但許多機器甚至在性能要求較低的情況下也能表現良好。這就是 NB-IoT 可以提供幫助的地方。NB-IoT 使用更簡單的晶片，功耗更低，速度高達 62.5 kbps。NB-IoT 的延遲時間為 1.5 到 10 秒，最適合間歇性資料傳輸。因此，NB-IoT 感知器最長可使用 10 年而無需更換電池。
- 4G 連接設備 —— LTE-M 和 NB-IoT 為不需要大容量和大量即時通訊的設備，提供低到中等的速度和延遲。
- 5G 連接設備 —— 5G 網路可以在 0.386 平方英里的範圍內支援多達 100 萬台設備，同時也支援低功耗。這使得 5G 對許多產業具有變革意義。
5G 毫米波的更多好處
早期的 5G mmWave 實施未能達到預期效果，因為有限的範圍和高成本，阻礙了該技術的廣泛應用。然而，最近的創新有望降低成本並擴大覆蓋範圍。例如，高通最近宣布了其經濟型 Maro 60 dBm EIRP 設計，承諾與其其他小型蜂窩 RAN 平台相比，其範圍可提高 240%。美國和日本都計劃在現有的燈桿上增加網路密度。憑藉其極高的頻寬和低延遲，它非常適合大型資料傳輸網路。它也比以前的無線技術更可靠，同時最大限度地降低功耗。
5G 使誰受益？
許多用例已經存在，展示了該行業如何從 5G 網路中受益。當然，最有可能受益的行業，包括那些利用大量物聯網設備即時通訊的行業。由於 5G 的邊緣切片能力，它可以幫助組織同時提供滿足特定要求的服務。有望顯著受益的市場領域包括：
- 交通運輸 —— 透過實現車輛與車輛，以及車輛與基礎設施的連接，5G 將在許多用例中改變交通運輸，包括實現車輛與一切的通訊和自動駕駛汽車，以及自適應交通號誌、先進的公共交通和更快的緊急應變。
- 智慧城市 —— 5G 憑藉其龐大的容量，實現了一系列智慧城市應用，從智慧城市街道照明到緊急管理、智慧建築、廢棄物管理、數位看板和綠色能源。
- 農業 —— 借助 5G 技術，植物、土壤、筒倉和灌溉系統，以及無人機和自動拖拉機上的物聯網感測器，可以收集有價值的數據，以優化肥料、水和農藥的應用，並對推進精準農業系統產生巨大影響。
- 醫療保健 —— 隨著 5G 的普及，醫療保健領域正在出現一系列新興應用，例如遠端病人監控，以及手術機器人、遠距醫療和救護無人機等即將出現的東西。
- 製造業 —— 5G 是大規模機器對機器通訊的關鍵推動因素，目的在減少人為錯誤，並提高製造自動化用例中的生產效率。5G 速度與邊緣運算相結合，對於實現工業 4.0 非常重要。
5G 對企業的好處
5G 對於企業營運有何益處？如果你的企業涉及下載大型媒體文件，你知道在 4G 網路上下載可能需要 10 分鐘。有了 5G，同樣的檔案 10 秒就能下載完。隨著數位工具成為世界各地每個人的標準通訊方式，5G 將為客戶和員工提供更好的業務連接，無論他們身在何處。最後，網路切片使企業能夠擁有自己的私人 5G 網路，以便他們可以控制和分配資源給每個應用。
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