| LTE-U可望成為5G標準的核心技術。通訊產業界已研擬在5G標準中，擴大使用未授權頻譜(Unlicensed Spectrum)，並以LTE-unlicensed(LTE-U)技術做為基礎，打造速率更高、低延遲且耗電量更小的網路，以滿足未來10年各種物聯網裝置的連結需求。 | ||||||||||||||||||||||||||
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隨著4G服務在全球持續開展，研究人員已開始研究次世代5G技術。不過，由於國際電信聯盟(ITU)尚未定義5G標準，因此業界採用的技術五花八門。
預計到2016年，5G技術的定義成熟度將足以推出產品示範並進行相關測試；至2020年，將有20%大型行動通訊服務商與無線網路服務商開始測試或選擇性部署5G服務，例如針對企業與消費者所推出行動高畫質及超高畫質(UltraHD)影音服務。 迎向行動通訊黃金10年 5G標準蓄勢待發 5G系統的目的是要為未來10年無所不在的次世代通訊基礎建設提供無線解決方案、架構、技術與標準。5G提供的先進功能包括無線容量將增加千倍，可供超過七十億人使用，而在透過物聯網連結七兆個裝置的同時，每項服務都能節省90%能耗，而且網路更為安全可靠，完全沒有停機時間。 要達成上述成果，基礎建設須先具備以下條件：
此外，5G系統還必須回溯相容4G系統，甚至可能回溯相容於2G與3G。不過，目前所提出的各種技術大相徑庭，尤其是牽涉到小型基地台(Small Cell)的部分，這是因為某些廠商採用層疊式技術(Overlay)，由小型基地台提供單一無線介面，而諾基亞(Nokia)、愛立信(Ericsson)等其他廠商則選擇以小型基地台提供多重無線介面。5G小型基地台將支援哪種無線介面與頻譜多樣性的協定數量，仍待觀察。 雖然授權頻譜將成為5G技術的基礎，但在5GHz附近及1GHz以下仍有大量未授權頻譜，可有效擴充無線容量。另外，高頻率毫米波(millimeter-wave)頻譜(28GHz以上)也可當做室外漫遊使用案例的解決方案，但因為高頻率無法穿透建築物，室內覆蓋仍需要小型基地台。 儘管無線千兆聯盟(WiGig)標準等各種Wi-Fi相關技術也可能用在未授權頻譜，LTE-U(Unlicensed LTE)仍可能成為最常見的技術。 未授權頻段為5G發展要素 LTE-U就是利用未授權頻譜的LTE技術，目的是以大量未授權頻譜輔助數量有限的LTE授權頻帶，藉此大幅增加可用頻寬。由於5G標準最快要到2016年才能制定完畢，因此LTE-U支援5G的範圍亦尚未界定。 LTE-U乃利用先進長程演進計畫(LTE-A)技術以便實現協調式多點傳輸(CoMP)收發、鄰近與非鄰近頻譜的載波聚合，以及支援中繼節點(Relay Node)基地台，以達到網狀拓撲與鄰近節點回程(Backhaul)支援。 Gartner近日訪問了設備廠與行動通訊服務商，進行少量採樣後發現，受訪者咸認LTE-U可能會用在5GHz頻帶而非2.4GHz。 5GHz Wi-Fi頻譜頻帶被認為最適合用在LTE-U，是因為多數國家都支援300MHz到500MHz之間的頻譜頻寬，而美國則有超過700MHz的頻寬可用。5GHz頻帶可能出現各種不同使用方式；其他可能採用的頻寬包括5150MHz到5350MHz、200MHz(W52, W53)、5,470MHz到5,725MHz，以及255MHz(W56)，都可增加傳輸容量，不過因為主管機關設下高頻率與能耗限制，LTE-U的使用可能會限制在小型的覆蓋區域。 公共場所如果未能對空中電波加以控管，可用的Wi-Fi無線存取點與裝置數量過多都可能造成問題，限制了速度與傳輸率的上限。高通(Qualcomm)等業者正在研究這個問題，還可能將Globalstar鄰近Wi-Fi頻道的Channel 14頻譜挪做地面用途。不過，5GHz頻帶可能會用在最佳狀態(Best Effort)資料下載，以減輕授權頻道頻帶的負擔而且不須再轉換到Wi-Fi存取點；還可能應用在公司辦公室、購物中心、交通轉運站或教育機構這類空中電波受到管控的環境，尤其是必須大量使用視訊的時候。 還有一個替代方案就是使用電視空白頻段(White Space)頻譜，將之與授權LTE頻譜聚合，以形成一個頻寬更高的大型基地台(Macrocell)LTE-U網路。除此之外，2014年7月易利信(Ericsson)已經用15GHz展示了支援5Gbit/s的5G技術。 LTE-U創造用戶/營運商雙贏 LTE-U覆蓋率及容量均優於Wi-Fi，並具有電信級服務品質，且可透過通訊服務商部署與管理的單核心網路，在授權與未授權頻譜間無縫進行連續階段作業。從用戶的角度來看，這代表寬頻體驗將更為提升--資料速率更高、費率價格更平實、可靠性更高、行動功能更強，而且還有SIM卡驗證功能，因此漫遊時較少出現停頓問題。 從通訊服務商的角度來看，LTE-U尚具有以下優點：
然而，根據空白頻譜聯盟(WhiteSpace Alliance)表示，5G可能會用到認知無線電(Cognitive Radio)、頻譜分享、頻譜占用情況感測，以及電視空白頻譜等技術。通訊服務商必須注意其中含義，因為這些技術可能捨棄他們而改投向新的無線網路服務商。目前IEEE 802.22比LTE更接近Wi-Fi，可能成為與之匹敵的競爭技術。 LTE-U技術定義 雖然各種標準仍在開發當中，最主要的進展還是利用LTE-A來統合授權頻道以及單一或多個未授權頻帶裡的作業。純粹位於未授權頻道頻帶的作業(例如Wi-Fi)，缺點是會有來自其他網路的干擾，而且只能傳送最佳狀態服務。然而，將未授權頻帶及支援控制通道的授權頻帶加以統合，就能提供某種程度的服務品質。 業界致力於在預定2015年底出爐的第三代合作夥伴計畫(3GPP)R13準則中，納入一套適用於LTE-U的標準；然而，由於標準的制定往往無法依照原定日期完成，比較實際的預定日期可能落在2016年。LTE-U可能成為新興5G標準的一部份。 5GHz Wi-Fi頻譜頻帶被認為最適合用在LTE-U。多數國家都支援300～500MHz之間的頻譜頻寬，而美國則有超過700MHz的頻寬可用。將之與LTE授權頻譜最常用兩個20MHz的作法相比較；使用5GHz頻帶可能會大幅增加通訊容量，雖然用在LTE-U可能會受限於較小的覆蓋區域，這是因為主管機關設下了高頻率與能耗限制。公共場所如果未能對空中電波加以控管，可用的Wi-Fi無線存取點和裝置數量過多都可能造成問題，但5GHz頻帶可能會用在最佳狀態資料下載，以減輕授權頻道頻帶的負擔而不須再轉換至Wi-Fi存取點。有很多可能的應用方式，尤其是必須大量使用視訊的場所，包括公司辦公室、購物中心、交通轉運站或教育機構這類空中電波受到管控的環境。 還有一個替代方法就是使用電視空白頻段(White Space)頻譜，與授權LTE頻譜統合以形成一個頻寬更高的大型基地台LTE-U網路。 至於廠商方面的支援，最初由高通、華為與易利信幾家有意擴展LTE應用的業者所主導。多數小型基地台無線電設備業者都在追蹤LTE-U相關發展，觀察技術是否逐漸為通訊服務商所接受。 5G在未來5年內可能還是無法普及。然而，2020年前將出現小規模部署，有限度地應用在特定領域而非做為一般用途。到了2020年，將有20%大型行動通訊服務商將5G技術應用於特定部署或進行相關測試。 至於價格點，當廠商之間能夠互通且雲端運算提升並應用於託管型5G服務，普及率就會增加。 5G潛藏發展風險 5G的替代技術包括延續既有的4G或Wi-Fi技術，或者是針對電視空白頻道進行測試。以5G行動裝置部署5G小型機地台、5G大型基地台以及雲端上的新型封包核心解決方案，將會因為不同廠商之間的互通問題而拖延部署的進行。通訊服務商與無線網路服務商將扮演重要角色，找出該在何處部署這些裝置與應用程式，此外還能影響付費業務流程的重新設計和以政策為基礎的控制，而這些都會進一步拖延部署的進度。 通訊服務商將奮力追求具有成本效益的解決方案，並利用雲端運算架構來統籌各種不同的網際網路技術，連結更多的5G用戶。設備廠商規畫產品架構時應將此納入考量。 5G部署或許能使用由新進雲端服務供應商所提供、透過軟體定義網路(SDN)與網路功能虛擬化(NFV)加以調節的軟體即服務(SaaS)模式，例如由Akamai、阿爾卡特朗訊(Alcatel-Lucent)與思科(Cisco)等廠商提供的託管型視訊服務，或者是像Verizon為內容傳遞網路(CDN)所提供的自家產品。這類服務若要減少延遲可能必須「更接近邊緣」(Closer to the Edge)。 新型態儲存與分析方法可帶動應用程式託管，例如分散式公共雲端儲存，還有個人影音儲存個人雲端服務所提供的運算服務(Verizon Terremark與Amazon Web的服務)，透過LTE Direct以及LTE Broadcast等技術分享內容。 除此之外，新型機器對機器遠端診斷與視訊監控解決方案將陸續開發並融入新的工作流程，也會進一步延遲產品的推出。與既有3G、4G，甚至2G系統共存可能也會造成延遲，因為頻道可能重疊，通訊服務商內部也必須變更設備與組織。 隨著愈來愈多裝置連上網路，無線系統更加受歡迎，同時也需要更多頻寬、低延遲、更佳的服務品質及更強的資安防護。5G能滿足其中多項需求，而這些功能可讓通訊服務商託管的應用運轉更順利，但對手服務商的OTT應用程式也能提供相同功能。這對通訊服務商來說是危機也是轉機，可藉由與服務商合作提供強化型Turbo體驗隨選服務，進而從投資當中獲利。 目前5G規格五花八門為這項技術帶來不確定性與風險，因為通訊服務商所部署的技術可能很快就會過時，像WiMAX與超行動寬頻(Ultra Mobile Broadband)就是很好的例子。此外，5G雖然豐富了各種服務傳送選項及商業模式的可能性，但其中也潛藏風險。 5G發展潛力可期 由於屬於新興技術，5G有潛力建置10Gigabit蜂巢式網路，以滿足IPTV、有線電視電話(TV Telephony)以及日後各種多媒體服務，例如UCaaS、電玩遊戲與擴充實境應用。 5G的潛力也能擴及企業界，尤其是應用在室內小型基地台，用以啟動執行HD視訊串流的應用程式，還能提供無縫漫遊、驗證與電信管理策略控制功能。 相關人士預定於2015年底商討ITU 5G標準，但預料在2016年前仍無法達成共識。終端用戶的接受度可能成長極為緩慢，因為市場還在尋找現有LTE標準所能提供的容量下能提供哪些用途。我們預期5G市場將由消費與家用應用主導，之後才會打入企業市場。
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