[111-1]第5組-5G、4G大比拚! 5G未來發展走向

5G、4G大比拚! 5G未來發展走向


第5組:勞工一尤晴儀、法制一張詠婷、資管一侯千云、傳播一黃芷穎、成教一賴怡蓁

        自2020年以來,5G進入台灣市場已逾兩年,但根據NCC今年七月發布的資料,台灣5G普及率僅24.46%,多數人仍然選擇使用4G。對此,中正大學資管系教授許經國說:「大部分的情況4G就夠了」4G已能應付目前人們的使用量,且由於5G穿透力較弱,需要建造更多基地臺,才導致5G的普及較為緩慢。但這並不代表開發5G沒有意義,許經國認為:「幾年後也說不準,因為人總是生活過得好就想要過得更好」由於5G傳輸資料更加快速,5G在醫療、電競、智能家電等方面皆有很大的發展潛能,值得期待。



▲上圖為5G各項應用及大眾的疑惑(小組記者製作)


4G與5G網速實測

        為了解4G和5G的差異,特派記者於中正大學幾個地標進行實測,並以同一家電信公司(中華電信)進行測量。本組選擇宿舍、圖書館、各學院以及活動中心等20個地標進行測試,並使用網速測量網站https://fast.com/zh/tw/進行檢測。由下列表格可看出,兩者於理學院、工學院一、禮堂、共教、體育館之網速皆較快,5G手機普遍表現佳,而4G手機在E棟宿舍、管理學院、社科院之網速則較慢。


使用同一家電信公司之4G、5G手機測量:以中華電信為例


▲實測結果(網速單位Mbps)

   

  

▲網速測量手機截圖(左:5G,右:4G)


5G的發展背景

       5G是第五代行動通訊技術,也是現代最新的通訊技術,主打高速率資料傳送、減緩上傳與下載速度的延遲以及擴大系統可容納量等,通訊訊號是蜂窩性網絡,一次最多可支援上百萬臺裝置,為了排除通訊死角,其基地臺覆蓋範圍需要比較密集,因此現在5G還不甚盛行。那麼5G是如何出現的?為了因應將來有更多的工作會使用網路,未來4G使用會承受不了如此大量的使用頻率,特別是在都市或住宅密集的區域,5G應市場需求發展出來。


4G與5G到底差在哪?

        現階段大眾使用的4G網路與5G最大的差異是上傳和下載的速度,網速比4G快10倍,價格差異也落在2倍的差距,目前來說性價比低,因此臺灣市場普及率相對不高。5G比4G多了幾項功能,像是4K影片串流(高解析度影像)、VR直播(虛擬實境)和自動化網路控制系統等,可以說是使我們生活的質量更升級。4G與5G各自擁有優缺點,4G不需要太多的基地臺設置,因為低頻覆蓋範圍廣,不過相對地,其頻帶寬度較窄,與5G相比更容易壅塞;而5G的敗處在於穿透力較弱,訊號會因為距離產生變化,所以要更多基地臺以支撐用戶使用量。


4G與5G之比較

4G

5G

峰值速率(理想上傳、下載速度)

0.1-1 Gbps

1-10 Gbps

延遲(回應時間)

15-25 毫秒

1 毫秒

頻率

10 GHz 以下

30到300 GHz

優點

低頻覆蓋範圍廣,穿透性強

1.高頻,傳輸速率提升

2.延遲短,適合直播及高階手遊

缺點

頻帶寬度窄,容易雍塞

1.穿透力弱,須設置更多基地臺

2.較大的電力耗用

3.基礎設施建置費用高昂

                                                        ▲4G與5G之比較圖表



4G和5G的基地臺差異

        未來若臺灣將大量設置基地臺是可行的嗎?4G、5G基地臺又有什麼差別?首先,根據行政院環保署曾發布之新聞,清楚描述基地臺所發射的電磁波屬於非游離性,而頻率1000kHz以下之非游離輻射並不會破壞生物細胞分子、不產生溫度變化,也不會在人體或是生物體當中產生累積效應。長期曝光於極低頻電磁場下,對大眾的身體健康影響非常有限,目前也無明確證據顯示長期或短期曝光會導致一定的心血管疾病或身體功能衰竭等,不過目前我國政府已有限制時變電場、磁場及電磁場曝露等管制規定。

       再來,4G和5G基地臺最大的差異在於天線的設計以及基頻模組。4G經常採用天線與RRU(Remote Radio Unit,遠端射頻模組)分離的設計,而5G則是RRU、饋線和天線模組組合而成的AAU(Active Antenna Unit,主動天線模組)設計,使得天線陣子數增加,通道數也比4G高了近8倍,不過其體積與重量皆大於原模組,因此拆卸與維修難度更高;且5G將4G的BBU(Baseband Unit,基頻模組)改成CU(Centralized Unit,集中模組)以及DU(Distribute Unit,分布模組),將原先BBU之處理功能分離,達成5G要求的低延遲高網速功能。


5G的未來趨勢

        中正大學資管系教授許經國表示:「人的慾望很大,其實4G現在是夠用的,但是人就是要一直進步。」5G應用面越來越廣,除了軟體和虛擬化產品以外,還擁有巨量的物聯網通訊,它擁有即時的實體順暢感受,導致企業商機四起,像是智能家電、自動駕駛系統、智慧自造與醫療、穿戴式裝置等。許經國說,因為5G系統較為複雜,發展先驅都是大國家優先,如美國、中國,再來是歐洲、日本等,而台灣則是近兩年才盛行。目前使用更多的除了以上討論的智慧應用外,電競更是經常使用5G網路的類別,綜觀VR、元宇宙等,在未來十年二十年,都會變成蓬勃發展的趨勢。


結語

        許經國說,在民雄可能即將設置無人機基地,未來有機會成為無人機的研究重鎮,目前中正大學的通訊系以及資工系教授都有計畫要投入研究,預計一至二年間會有研究成果。可以得出在未來的幾年內,5G會聚焦於民雄這個地方,多數商業或企業會開始聚集於此地,5G將來是否會取代4G網路,仍是可以觀望的議題。


參考資料:

1.flourish.studio:https://public.flourish.studio/visualisation/524142/?utm_source=embed&utm_campaign=visualisation/524142
2.從核心網路看臺灣的5G發展:
https://smctw.tw/4948/
3.4G跟5G差在哪?我要升級5G嗎?5G優缺點大公開 4G 5G比較一覽表
https://www.fastmove.com.tw/blogs/news/108321#:~:text=%E7%94%B1%E6%96%BC5G%E7%B6%B2%E9%80%9F%E5%BF%AB,%E8%80%97%E7%94%A8%EF%BC%8C%E7%BA%8C%E8%88%AA%E5%8A%9B%E8%AE%8A%E5%B7%AE%E3%80%82
4.5G基地台與4G基地台有什麼差異?
https://tw.news.yahoo.com/5g%E5%9F%BA%E5%9C%B0%E5%8F%B0%E8%88%874g%E5%9F%BA%E5%9C%B0%E5%8F%B0%E6%9C%89%E4%BB%80%E9%BA%BC%E5%B7%AE%E7%95%B0-%E6%B7%BA%E8%AB%875g%E5%9F%BA%E5%9C%B0%E5%8F%B0-%E5%B0%8F%E4%B8%B0%E5%AD%903c%E4%BF%B1%E6%A8%82%E9%83%A8-053257062.html?guccounter=1&guce_referrer=aHR0cHM6Ly93d3cuZ29vZ2xlLmNvbS8&guce_referrer_sig=AQAAAFKE5yfnVa-KPiYwOs9EVqSwhdTEZFneHxZhu8SyGhKTHIIM3gQRcreFX5zldgcQrT0XulHKKVytXHSDuRCjGJ4bU0RJSoSt_J6TwDRqd3f-SW0Q2hBrv8ecHZeBHVC7cNaKvpHhKmKD11bGkiDP1y6V7Ervlimy