林之晨白話談5G:搶破頭的3.5GHz頻譜無法打天下
林之晨白話談5G:搶破頭的3.5GHz頻譜無法打天下
2020.03.24 | 5G通訊

編按:本文為台灣大總經理林之晨專欄,《數位時代》獲授權轉載自林之晨Facebook

2020年,台灣正式跨入5G元年。但對大多數人而言,這字可說是最熟悉的陌生人--經常在媒體看到,卻講不出它確切會帶來什麼。為了幫助大家更認識5G,我決定開闢這個專欄,從各個面向,把5G講給各位聽。

台灣第一次5G釋照落幕,5家電信拿到的頻譜,除了上次聊到的位置不同,數量也不同。第一集,我們破解了魚頭、魚尾的迷思,這次,我們就來探討數量的價值。

到底40MHz、60MHz、80MHz分別代表什麼意思?多少頻譜才夠用?第二集你不知道的5G,就讓我們來展開頻譜數量的奧義。

5G=速度?

目前為止大家對5G的討論,主要停留在速度,因為那是比較容易理解的價值訴求。問題速度只是比較容易理解,但不是5G最大的價值。

最容易的檢查方式,是想想你此刻對於4G上網的速度,有沒有不滿意?絕大多數人會說其實沒有。即使有的人,往往也只是在少數時間、特定地點的不滿意,並不是像當年對3G的全面不滿意。

所以,4G的速度並不是人們主要痛苦所在,也因此,5G的速度並不是人們渴望已久的解藥。事實上,5G的其他三個主要價值訴求:低延遲、大量終端、網路邊緣運算,比較難理解,但重要許多,我們在未來的文章再為大家一一展開。

5G
圖/ 林之晨

100MHz的3.5GHz才能提供5G速度?

另一方面,真要講多少頻寬、什麼速度才是5G,目前為止的論述也都偏離焦點。

規格上,5G承諾最高10Gbps的尖峰下載流量,要比4G的最高1Gbps多一個數量級,這才夠格稱為一個新世代。

但如果你用100MHz的3.5GHz頻譜,加上目前最尖端的基地台技術,能達到的最大下載速度也不過是500Mbps,也就是0.5Gbps,換言之,只做到4G極速的一半。也就是說,100MHz的3.5GHz頻譜,能產生的速度上根本稱不上5G,還停留在4G的範圍。

如果真要用3.5GHz 頻率突破1Gbps的速度,進入5G的領域,那你需要200MHz以上的頻寬。但目前不管是頻譜供給或是設備支援,都還是問題重重。

所以,真要說,在這個時間點,國內業者拿到的90MHz以下3.5GHz頻譜,在速度上,都做不出5G,其實沒什麼好辯論的。要用拿到的頻譜來比大小,那更是門外漢才會有的觀點。

10Gbps是什麼?能吃嗎?

更重要的,對於大多數用戶而言,所謂5G的10Gbps極速是個虛無飄渺的東西,到底有什麼價值?

很多人會用幾秒可以下載一個HD電影來形容,但那其實沒有太大意義。一部電影2小時,下載再快,看的速度還是2小時。所以下載是一個「過時」的網路應用--當年網路只有定點有,所以需要把電影下載下來帶著看。但現在網路到處都有,所以絕大多數人追劇看電影,是用串流的方式。

事實上,影音串流,正是最目前最普遍、也最耗費頻寬的網路應用。全球Internet的總頻寬,有超過一半在支援影音串流,在台灣,這個佔比更是高達七成以上。

一個用戶在手機上用HD畫質欣賞愛的迫降,大約會使用5Mbps的流量。換言之,5G的極速10Gbps=10,000Mbps可供2,000位用戶同時用HD畫質串流影片。

全台灣蓋好蓋滿約可建設1.5萬個基地台,每個基地台可有3個射向(也就是有三組天線分別覆蓋120度的角度),而基地台覆蓋效率約是30%:

2,000用戶x1.5萬基地台x3個射向x30%覆蓋效率=2,700萬用戶

換言之,如果把5G極速10Gbps的網路覆蓋全台,那麼即使所有人都同時HD追劇,也用不完這樣的頻寬,只是造成資源的浪費。

但如果明天睡醒,大家都換成4K螢幕的手機,改用4K解析度追劇,那麼每個人就需要25Mbps的頻寬來串流,比HD成長了5倍。這時,上面那張網路就只能支持540萬人同時使用了。

頻寬=尖峰容量(Peak Capacity)

換言之,每個用戶需要的最大頻寬,主要跟著他即時觀賞的畫素量成長。當人們的螢幕解析度越來越高,那麼電信商也必須亦步亦趨的擴充網路的尖峰容量 來支持,太早擴充浪費社會資源,太晚擴充傷害用戶的體驗,這才是電信業的真諦。

3.5GHz主要功能是室外通訊

另一方面,由於頻率的物理特性,3.5GHz訊號的室內穿透非常差,實務上大約窗內5公尺就會失去收訊,所以,其主要功能其實是室外涵蓋。(物理上,頻率越低穿透越好,所以你在家中深處收到的4G訊號,是以700MHz與900MHz為主。)

同一時間,網路流量的尖峰時間是晚上9-12點,也就是絕大多數用戶在家中休息的時間,他們會在此時上網追劇、打電動。換言之,目前網路尖峰時間的使用情景,絕大多數不是3.5GHz頻段可以服務的。

5G
圖/ 林之晨

比起速度,收訊在早期更為重要

3.5GHz的穿透性差,除了造成室內無法收訊,也會造成室外訊號容易被各種不同的物體干擾。所以,業者必須佈建綿密的基地台,才能提供優質不中斷的上網體驗,否則測速再高,收不到訊號也是白搭。

在理想的狀態下,頻譜當然是越多越好,基地台也是蓋好蓋滿。但業者的資金畢竟不是無限,所以必須在兩者之間做抉擇。而尤其在網路的早期,對用戶而言,收訊品質的重要性遠遠大過定點極速。

關鍵:頻譜兩、三年就會釋出一次,沒有所謂拿好拿滿

所以面對5G的開端,電信業者都要在多拿頻譜與多建基地台之間抉擇。好在政府非常體貼,早就明確溝通這只是第一次頻譜競標,2~3年後還有下一批釋出。

於是,作為一個理性的業者,面對第一次競標,當然是拿目前夠用的頻譜就好,畢竟短期內用戶對3.5GHz尖峰容量的需求不大,保留資本投在基地台建設與應用服務的發展上,才能提升對用戶的整體價值。

2~3年後,隨著4K手機、自駕車內娛樂系統、AR等高畫素應用開始成長,帶來3.5GHz室外涵蓋需求的增加,第二次競標時,再添購頻譜來擴充尖峰容量即可。

當然,如果此刻頻譜相對便宜,尤其是比預期中第二次釋照的價格便宜,那麼當然該趁便宜多囤些放著,準備支應未來的需求。但如果它已經標到失速列車那麼離譜,一個理性負責的電信經營者,應該拿夠用就好。

所以,頻譜競標並不是拿越多越好,而是要視價格、網路的生命週期,以及基地台建設、服務發展成本之間的Trade Off來衡量。或者説得更明白一些,花錢很容易,花在刀口才是藝術。

(回頭觀察4G三次頻譜釋照與後續業者間經營的結果,你也可以理解這個道理。)

5G頻譜至少有七種

而就像第一集所說,5G頻譜不只3.5GHz一種。在尖峰容量需求最大的超熱點,未來會用28GHz的超高速微波站來服務。而隨著用戶從4G升級到5G,原來作為4G使用的700MHz、1800MHz、2100MHz等頻譜,也會陸續轉發射5G訊號(所謂Refarming)。因為5G技術較4G有效率,這些頻譜轉用後,還會有30%以上的尖峰容量的提升。

換言之,接下來所有頻譜都是5G頻譜,而3.5GHz頻段只是其中一個角色,主要負責提供室外的尖峰容量。而要建構一個優質的全方位涵蓋,那麼所有頻段必須綜合使用,無法單靠一個3.5GHz打天下。

5G
圖/ 林之晨

基礎層立於不敗,才能專注發展應用服務,加速轉型

讀到這裡,你也就能明白,排行老二的台灣大用戶數713萬,比老大哥C社1,060萬少三分之一,為何選擇在第一次的3.5GHz競標中,拿下比C社的90MHz少三分之一,共60MHz的頻譜數量,因為平均下來,兩家的每戶3.5GHz頻譜是相當的。

當我們與老大的成本結構相近,在基礎層上已立於不敗之地。那之上,可以各自發展獨門的應用與服務,掌握5G帶來的新B2B2C商業模式。相反的,如果競標結果造成我們成本結構比老大高上許多,那就得想辦法在基礎電信服務上收取更高費率,或是大幅提升用戶數,才能生存,反而傷害轉型的速度。

結論

無論如何,希望讀完今天的文章,有幫助你理解,3.5GHz即使拿到100MHz,都做不出5G的速度,因此第一次競標,沒有所謂拿滿拿好的問題。

而頻譜的多寡,主要影響一個網路的尖峰容量。3.5GHz主功能是室外涵蓋,短期內尖峰需求有限,且這次5G競標失速,讓3.5GHz價格非常昂貴,因此不是拿越多就越好,而該拿適量頻譜,保留實力做好基地台建設,發展服務與應用,加速轉型,才是王道。

此外,3.5GHz不是5G頻譜的唯一,而只是7種5G頻譜之一。一個高效率、高品質、高涵蓋的全方位5G網路,需要綜合使用低、中、高頻頻譜,才能完成佈建,無法單靠3.5GHz頻譜打天下。

最後,以電信業而言,所有頻譜持有的差距,都是短期狀態,政府每2~3年就會釋照,業者視用戶需求成長狀態,添購適量頻譜來擴充尖峰容量,如此而已。

以上,就是第二集你不知道的5G,希望對你有幫助。喜歡的話,歡迎分享給朋友。如果有問題建議,也歡迎你提出討論。我們下次見!

Many thanks to DT, Tom and Prof. Chung for helping to review the essay, and to TWM Social Media Team for contributing art works.

責任編輯:林芳如

本文授權轉載自:林之晨Facebook

關鍵字: #5G #林之晨
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HiNet 30週年:以 3 個 10 引領台灣數位進化,打造智慧網路未來
HiNet 30週年:以 3 個 10 引領台灣數位進化,打造智慧網路未來

在全球數位浪潮席捲下,網路基礎建設已成為國家競爭力與社會進步的關鍵指標。中華電信HiNet於1995年服務正式商用營運以來,便以台灣數位發展的堅實後盾為目標,持續完善台灣的網路建設。如今正值HiNet服務屆滿30週年之際,中華電信特別舉辦「HiNet 30週年研討會」,以「迎接高速上網 邁向AI智慧科技新世代」為主題,邀請數位發展部次長葉寧、國家通訊傳播委員會委員王怡惠及產官學研各界菁英,共同回顧台灣網路演進軌跡,並聚焦全光網路、AI應用與智慧生活等關鍵議題,勾勒未來智慧時代的網路藍圖。

中華電信HiNet三十週年研討會,聚集齊聚產官學界(由左至右分別為,:中華電信個人家庭分公司總經理胡
中華電信HiNet三十週年研討會,聚集齊聚產官學界(由左至右分別為:中華電信個人家庭分公司總經理胡學海、台灣諾基亞通信公司總經理劉明達、國科會科技政策諮詢專家室主任蔡志宏、國家通訊傳播委員會委員王怡惠、中華電信董事長簡志誠、數位發展部次長葉寧、中華電信總經理林榮賜、DIGITIMES副總經理黃逸平、中華電信網路技術分公司總經理賈仲雍)
圖/ 數位時代

回顧30年歷程,看HiNet網路服務發展的3個10

中華電信董事長簡志誠以3個10來概括HiNet從過去到現在的發展。第一個10是指「30年如一日」的服務理念,從撥接網路時代開始至今,中華電信始終堅持提供最快速度、最好品質與最大涵蓋率的網路服務。

第二個10意味著「十足韌性」,透過整合海纜、光纖、行動網路、微波及低中高軌衛星,打造出海地星空的綿密網路架構,同時全力投入全光網路發展,確保個人、家戶與企業在各種環境下或面對外在各種變化時,皆能享有穩定連網服務。

第三個10則象徵「十分智慧」,中華電信以穩定可靠的網路建設為根基,積極拓展AI應用領域,推出Hami Video、防駭防詐等創新服務,為民眾生活與企業營運注入智慧動能,創造更便捷高效的數位體驗。

中華電信董事長 簡志誠
中華電信董事長 簡志誠
圖/ 數位時代

HiNet 30年,驅動台灣數位服務新未來

中華電信總經理林榮賜以「HiNet 30年:驅動台灣數位服務新未來」為主題進行報告,內容涵蓋HiNet三十年來的發展歷程、技術演進、網路韌性、數位應用推動、資安防護與前瞻佈局。

首先他回顧HiNet連網技術的發展歷程,從市話撥接、ADSL/VDSL寬頻上網、光纖到樓、光纖到府到目前發展中的全光網路,不僅讓骨幹頻寬成長150倍、連外頻寬增加了200倍,更有效縮減城鄉間的數位落差,使山區、偏鄉皆能享有完善的網路服務。這些關鍵建設讓台灣可以緊密連結全球,在數位競爭力與科技整備度等國際評比中始終名列前茅。

在推動台灣網路普及與高速化的過程中,中華電信也不忘與產業共榮共生的理念,藉由在地採購策略及終端設備領域優先選用台灣品牌的做法,讓本土設備商得以藉此機會測試與國際設備的互連能力,累積搶占國際市場的產品競爭力,進而加速台灣資通訊產業的蓬勃發展。

不斷強化網路韌性,提供不中斷的連網服務

除了完善網路基礎建設,中華電信近年來亦積極打造海地星空的網路架構,並導入雲端技術去強化網路韌性,以便更從容的因應極端氣候與地緣政治風險。

林榮賜說明,中華電信在「海地星空」網路架構的布局上不遺餘力,已投資超過30條國際海纜、於偏遠地區建置微波通訊系統,並與One Web、Astranis 等國際衛星通訊業者合作等,透過異質網路架構打造具強大韌性的通訊網路。在雲端技術應用上,中華電信導入網路功能虛擬化(NFV)的機制,將網路服務從硬體中抽離,達到快速延展、隨需部署及異地災備的目標,確保在各種情況下,網路服務仍能維持不中斷,全面強化台灣數位基礎建設的韌性與可靠度。

中華電信總經理 林榮賜
中華電信總經理 林榮賜
圖/ 數位時代

推動數位應用與智慧生活,引領智慧未來

中華電信以穩定可靠的網路建設為基礎,推動HiNet加值應用服務,包括MOD、OTT影音(如Hami Video)、數位音樂(KKBOX)、消費資安、Google One雲端空間及智慧醫療、智慧交通、智慧農業等企客應用,形塑全方位智慧生活生態圈。同時,中華電信也積極投入影視投資與元宇宙應用,推動文化創新,並協助企業數位轉型,例如透過多雲交換平台 CMCX無縫串接三大國際公有雲與中華電信雲平台hicloud,再結合資安、數據等專業顧問服務,協助企業上雲,目前雲與IDC部門已成為中華電信首個營收突破百億元的業務單位。

資安防護與數位信任

面對日益嚴峻的資安威脅及詐騙風險,中華電信建構7x24資安防護體系,不只推出相對應解決方案,從防駭守門員、偵測偽冒網站與國際詐騙電話,到建立多層防線與資安監控機制,全方位守護個人與企業的數位安全,更運用AI阻擋惡意連線、詐騙簡訊與駭客攻擊,2024年成功攔阻威脅數達數十億次,現更推動後量子密碼技術,強化數位信任與資料主權。

國科會科技政策諮詢專家室主任蔡志宏認為,中華電信提供從連網、雲服務、AI應用到資安的完整解決方案,使其在台灣AI發展上扮演著多元且關鍵的角色,加速從政府部門的公共服務AI化到百工百業的AI轉型。

國科會科技政策諮詢專家室主任 蔡志宏
國科會科技政策諮詢專家室主任 蔡志宏
圖/ 數位時代

未來10年,把握,6G、AI和全光網路3大重點

中華電信網路技術分公司總經理賈仲雍於高峰對談時展望未來,他表示6G、全光網路和AI是中華電信的3大發展重心,尤其全光網路高速傳輸的特性,讓企業可以把敏感資料留在地端,同時仍可運用遠端資料中心的GPU進行運算,這種資料與算力資源分離的架構,有效降低企業對資料安全的疑慮,進而提高導入AI的意願。

中華電信獨立董事杜奕瑾則從另一角度闡述全光網路的價值,他指出此技術讓AI不需直接存取原始資料,就能進行跨國、跨企業間的聯邦式學習,大幅提升AI系統的智慧化程度。

台灣諾基亞通信公司總經理劉明達亦建議,中華電信可攜手產業發展垂直產業的AI應用,並積極拓展國際市場,有效掌握未來AI時代的龐大商機。

賈仲雍總經理最終以「穩」、「韌」、「新」、「安」四字精闢總結HiNet未來10年的發展方向,也就是確保網路服務穩定可靠、提升網路韌性、持續引進創新技術及強化上網安全,期望能繼續為台灣寬頻網路建設而努力,讓台灣網路產業在全球數位經濟浪潮中持續發光發熱,共創智慧台灣的美好未來。

走進HiNet時光隧道,體驗AI智慧生活新境界

本次研討會場外精心規劃「HiNet 30週年回顧」與「AI智慧家庭新世代」兩大展區。前者帶領參觀者重溫HiNet三十年來的輝煌歷程,後者為智慧家庭創造無限可能,展區除攜手全球電信設備領導廠商Nokia,率先於國內完成 50G PON高速光纖接取技術及Wi-Fi容器化架構服務驗證,可全面提升家庭網路的速度、穩定性與延展性。展區同時展示智慧家庭應用與消費性資安解決方案,並設有互動問答與導覽模擬體驗,讓參與者能親身感受未來智慧生活的全貌。透過實體展示與沉浸式互動,中華電信不僅彰顯其於網路建設及 AI 應用領域的創新實力,更強化與大眾的溝通連結,展現推動數位轉型的決心與執行力。

HiNet 連網技術不斷追求新的突破,從市話撥接、ADSL/VDSL寬頻上網、光纖到樓、光纖到府到目
HiNet 連網技術不斷追求新的突破,從市話撥接、ADSL/VDSL寬頻上網、光纖到樓、光纖到府到目前發展中的全光網路,強化台灣在國際上的數位競爭力。
圖/ 數位時代

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