實(shí)現自動(dòng)化生產(chǎn)愿景 5G企業(yè)專(zhuān)網(wǎng)加速部署

5G網(wǎng)絡(luò )具備性能與架構設計優(yōu)勢，勢必成為專(zhuān)網(wǎng)的關(guān)鍵推手。許多電信業(yè)者都投入發(fā)展5G，全球企業(yè)和政府也正投資私有網(wǎng)絡(luò )。將近八成的制造商已經(jīng)部署，或計劃在未來(lái)五年內部署5G專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )。

5G所帶給世人的，遠超過(guò)其更低延遲和更快速度，它還帶來(lái)大規模商業(yè)轉型和數字化，并加速推動(dòng)工業(yè)4.0的未來(lái)和關(guān)鍵基礎建設，預計在未來(lái)14年間可望為全球經(jīng)濟帶來(lái)2.2兆美元的商機。

非公共網(wǎng)絡(luò )（又稱(chēng)企業(yè)專(zhuān)網(wǎng)）讓5G進(jìn)一步擴展，以覆蓋新的使用案例，包括工業(yè)4.0所定義的應用。5G的優(yōu)勢之一，是在工業(yè)流程中的能力和效率，以及更快、更安全的運營(yíng)。只不過(guò)，對于5G專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )的復雜性和性能需求仍然在增加，包括3GPP標準規定的基地臺兼容性測試。由于毫米波信號和帶寬更寬的信號非常容易受到損傷，進(jìn)而導致更低的信噪比，這使得對誤差向量幅度（EVM）、相鄰信道功率和雜散發(fā)射測量等信號的分析更具挑戰性。

企業(yè)用戶(hù)轉向5G專(zhuān)網(wǎng)
5G網(wǎng)絡(luò )能支持智能供應鏈、自動(dòng)駕駛、智能制造、物聯(lián)網(wǎng)的應用等，進(jìn)而促成全企業(yè)與政府的應用愿景。
新一代的制造模式，例如工業(yè)自動(dòng)化，通常伴隨著(zhù)嚴苛的服務(wù)質(zhì)量（QoS）要求，不論是工廠(chǎng)的制造流程，或是廠(chǎng)房?jì)炔渴褂玫耐ㄓ嵪到y，都要遵守業(yè)界規范。Imec指出，制造商對無(wú)線(xiàn)通信業(yè)者寄予厚望，亟需具備超高可靠性、網(wǎng)絡(luò )備援、進(jìn)階安全功能與全年高效運轉的網(wǎng)絡(luò )服務(wù)。然而，運用現有的公用網(wǎng)絡(luò )基礎設施，要確保維持電信商用等級的服務(wù)質(zhì)量，實(shí)非易事。因此，電信服務(wù)業(yè)者的企業(yè)用戶(hù)陸續開(kāi)始轉向私人專(zhuān)網(wǎng)帶來(lái)的全新機會(huì )。

5G網(wǎng)絡(luò )技術(shù)具備性能與架構設計的優(yōu)勢，勢必成為新一代（無(wú)線(xiàn)）專(zhuān)網(wǎng)的關(guān)鍵推手，但其實(shí)還有其他的競爭對手。新一代的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò )，例如Wi-Fi 6與Wi-Fi 7無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )標準，持續跟緊5G步伐升級效能，不僅提升數據傳輸率，更把延遲、時(shí)間同步誤差與可靠度納入考慮。

比較起來(lái)，采用3G和4G等行動(dòng)通訊技術(shù)的多為一般消費者，至于5G的主要采用者則多為企業(yè)和政府。許多服務(wù)供貨商和電信業(yè)者都投入發(fā)展5G，全球企業(yè)和政府也正在投資私有5G網(wǎng)絡(luò )。5G網(wǎng)絡(luò )在其設計上，能支持智能供應鏈、自動(dòng)駕駛、智能制造、物聯(lián)網(wǎng)的應用等，進(jìn)而促成全新企業(yè)與政府的應用愿景。

事實(shí)上，5G已成為許多民營(yíng)與公營(yíng)機構轉型的催化劑，因為它讓部署工業(yè)規模的物聯(lián)網(wǎng)，得以結合超低延遲、關(guān)鍵任務(wù)可靠度、以及高行動(dòng)力等關(guān)鍵因素。5G也可支持制造、物流、大型公共場(chǎng)所、油氣采礦等不同產(chǎn)業(yè)的數位轉型。此外，特別是國防單位，也開(kāi)始在物流、軍事院校、軍事基地、航空母艦等不同的方面，運用私有的5G專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )。

 
圖1 : 5G專(zhuān)網(wǎng)系統產(chǎn)業(yè)鏈（制圖：王岫晨）

5G為自動(dòng)化生產(chǎn)加分
根據一份由愛(ài)立信所進(jìn)行的《迎向更智慧、敏捷和安全的生產(chǎn)線(xiàn)》報告指出，隨著(zhù)全球化帶來(lái)的挑戰，使得制造業(yè)持續面臨生產(chǎn)力和效率上的競爭，有將近八成的制造商都訂定了降低成本的目標。而為了節流并提高質(zhì)量，其方法之一便是推動(dòng)全自動(dòng)化的生產(chǎn)。近三分之二的調查對象預期在未來(lái)十年內，將使企業(yè)自動(dòng)化程度達到至少八成以上，而應用功能更強大的資通訊生產(chǎn)工具與技術(shù)，則是邁向數字轉型，打造更智慧、敏捷與安全生產(chǎn)線(xiàn)的關(guān)鍵。

調查也發(fā)現，許多依賴(lài)無(wú)線(xiàn)連網(wǎng)的資通訊生產(chǎn)工具在工廠(chǎng)中的應用將快速成長(cháng)，此類(lèi)工具包含人工智能軟件、擴增實(shí)境與虛擬現實(shí)、影像辨識、協(xié)作機器人、遠程搖控機器、數位分身、機器人與車(chē)輛、無(wú)人搬運車(chē)與自主移動(dòng)機器人、機器外骨骼等九大類(lèi)別。機器外骨骼用于包覆身體部位，例如手部、手臂、甚至全身，可以為工業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)的工作人員提供額外支撐，獲得更大的力量、精準度和耐力。

在制造業(yè)的生產(chǎn)情境中，上述的九項資通訊技術(shù)與工具已經(jīng)逐漸成主流。而有大約七成的制造商也預期，未來(lái)五年內將采用至少五項上述的資通訊技術(shù)與工具，且使用程度將比起目前成長(cháng)至少二倍。根據這份報告，有四分之三的制造商都認為5G 和 Wi-Fi 6 等進(jìn)階無(wú)線(xiàn)連網(wǎng)技術(shù)對于工業(yè)生產(chǎn)工具十分重要，是促進(jìn)該這些生產(chǎn)工具順利運作不可或缺的數字基礎設施。也有將近八成的制造商已經(jīng)部署，或計劃在未來(lái)五年內部署5G網(wǎng)絡(luò )。


 
圖2 : 5G是促進(jìn)生產(chǎn)工具順利運作不可或缺的數字基礎設施。

5G專(zhuān)網(wǎng)優(yōu)勢
不論是智能工廠(chǎng)、智能醫院，或是其他應用場(chǎng)景，越來(lái)越多的企業(yè)機構都想利用 5G 專(zhuān)網(wǎng)來(lái)建構一套大范圍、好管控、低延遲，而且更安全的企業(yè)網(wǎng)絡(luò )。趨勢科技認為，更完善的資安防護將有助于帶動(dòng)企業(yè)5G專(zhuān)網(wǎng)的部署。而提升5G 專(zhuān)網(wǎng)在資安與隱私權方面的能力，更是企業(yè)推動(dòng) 5G專(zhuān)網(wǎng)計劃的主要動(dòng)機。由于資安風(fēng)險管理是業(yè)務(wù)發(fā)展順遂的其中一項重要因素，因此企業(yè)機構也急需能隨時(shí)掌握 IT及OT環(huán)境通訊技術(shù)（例如5G專(zhuān)網(wǎng))）的狀況。

根據S&P Global 市場(chǎng)研究機構指出，許多企業(yè)環(huán)境在某些方面會(huì )用到5G 專(zhuān)網(wǎng)云端技術(shù)。然而在云端資安責任共同分擔的架構下，這些企業(yè)客戶(hù)將必須建立屬于自己的資安能力。這些客戶(hù)表示他們需要與資安專(zhuān)家合作，來(lái)協(xié)助他們達到這項目標。企業(yè)對于 5G 資安有很大的期待，但其合作伙伴的質(zhì)量將是成敗的關(guān)鍵。

5G產(chǎn)業(yè)應用市場(chǎng)的商機可期，預估到2030年5G專(zhuān)網(wǎng)設備的規?？蛇_到180億美元。5G專(zhuān)網(wǎng)的應用優(yōu)勢包括：
●可確保關(guān)鍵服務(wù)傳輸的可靠性與通訊質(zhì)量。
●隨企業(yè)需求彈性調整網(wǎng)絡(luò )架構。
●維護企業(yè)營(yíng)運機密資料安全。

從全球各國的應用案例來(lái)觀(guān)察，英國透過(guò)5G為智能制造提高2％的工業(yè)生產(chǎn)效率，并帶來(lái)36億英鎊的成長(cháng)。日本則透過(guò)5G遠程操控工程機具，降低危險場(chǎng)所的公安事故發(fā)生率。至于德國的智能制造則是利用5G來(lái)縮短產(chǎn)線(xiàn)變換及新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)時(shí)程。

就5G專(zhuān)網(wǎng)的商機來(lái)看，的確為臺灣相關(guān)設備廠(chǎng)商帶來(lái)了不少的商機。目前國產(chǎn)化的網(wǎng)絡(luò )系統完整解決方案，采用4.8～4.9GHz頻段，整合國產(chǎn)客制化終端（如仁寶、明泰）、基地臺（明泰）、邊緣運算平臺（工研院、云達）、以及核心網(wǎng)絡(luò )（資策會(huì )、仁寶）等網(wǎng)絡(luò )組件，以建構端到端的5G獨立式專(zhuān)網(wǎng)解決方案。

結語(yǔ)
從第三代合作伙伴計劃的第16 版（3GPP Release 16）標準開(kāi)始導入了 NPN或5G專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )，將允許使用5G技術(shù)在特定區域內，創(chuàng )建具有統一連接性、優(yōu)化服務(wù)和增強安全性的專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )。5G專(zhuān)網(wǎng)可以讓政府、企業(yè)或第三方網(wǎng)絡(luò )營(yíng)運商使用已部署的5G專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )展開(kāi)營(yíng)運，來(lái)滿(mǎn)足不同垂直產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)的需求。