跟4G不一樣在哪？5G白話文快速看懂技術差異

想像一下，當高速公路從單向雙線道升級成兩百條車道，即便是連假期間，也能讓大批車輛同時湧入；駕駛幾乎不需踩塞車，方向盤一轉，馬上從主幹道開往交流道。更驚人的是，平均車速會維持在120公里以上。

這樣的情境正是5G最大特點，「擁有超高速度，卻不會因為訊號來回而變慢。」

行動通訊網路經過40年發展，才走到現在的5G——第五代行動通訊網路（5th generation mobile networks）。技術創新平均每10年出現一次，帶給人們許多生活、產業上的改變。

美國無線產業協會（CTIA）指出，1G僅擁有2.4kbps 傳輸速度，但已跨出一大步，突破過去「定點」打電話限制。2G速率介於56k-114kbps 之間，實現語音通訊數字化，透過手機上的小螢幕傳遞文字內容，開啟簡訊時代。3G標準自2000年正式公告，擁有384kbps 速率，可以讓使用者瀏覽網站與串流音樂。4G帶來的穩定速度，被認為是應用程式（App）經濟推手，更帶動社群網站發展。

行動通訊技術演進史

▲ 資料來源：《半導體工程》（Semiconductor Engineering）

不只速度有感，5G解決4G先天限制

對一般消費者來說，速度確實是5G較「有感」的優點。 CTIA表示，現在的4G LTE 網路提供平均 10-20 Mb/s 的連線速度，同樣下載一部兩小時左右的電影，4G在理想狀態下得花6分鐘時間，5G僅需3.6秒就能完成任務。

雖然5G理論速度能比4G快上一百倍，但相較之下，電信業者看法仍略顯保守。如中國移動表示，5G網路速度約是4G的11.2倍，「同樣時間內，用4G只能下載半集戲劇，5G可以搞定10集。」

或許有人會問，如果不追求極速，那麼5G就跟我關係不大囉？答案既是肯定，也是否定。

4G擁有網路建置完善、基地台數量多、網速穩定以及資費合理等優勢，短期內仍是台灣消費者首選。關鍵在於，4G受到「行動流量持續上升」與「低頻率負荷有限」考驗，試著回想看看，當你在跨年、參加演唱會時，是否連打開社群網站都很困難，更不用說開直播。

國家通訊傳播委員會(NCC)統計，去年初台灣4G用戶平均數據傳輸量為14.74 GB；2019年5月已成長為平均16.85 GB，位居世界前段班。愛立信（Ericsson）也強調，全球行動寬頻流量至2024年會是現在的5倍，特別是在市區密集區域，若僅依賴4G將無力負擔。

頻率越高，能傳輸越多數據、裝更多訊息；頻率低則裝載量小，速度有限。換言之，4G採用低頻的先天限制，是5G不得不發展的主因，速度反而是其次。

簡單說， 5G擁有高速（speed）、低延遲（latency）、廣連結（connections）等三項特性，後兩者對產業發展影響較顯著。

4G、5G比較

毫秒之間的差距很重要嗎？同時連接大量裝置又如何？

網頁出現「轉圈圈」是小事，若因為連線延遲而影響人身安全就不得了。像是無人車時速來到100公里時，緊急煞停時間是分秒必爭；無人機搜救災難現場搭載5G，也能減少因延遲導致的遠距操控失誤機率。甚至遠距醫療、VR直播、4K畫質直播，都因此有發展契機。

5G限制與挑戰

5G聽起來美好，現實中還有不少地方需要設備商、電信商，甚至政府共同努力。

為提升5G覆蓋率及傳輸性能，國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心表示，除了持續利用既有的授權頻段以外，5G納入6GHz 以下（Sub-6GHz）頻段與毫米波（mmWave）頻段，目前的4G技術將繼續發展並成為6GHz 以下頻段互補技術。這也代表電信業者並不會因為發展5G而完全忽略4G；相反地，業者已經表達會適度改建部分4G基地台，強化系統訊號切換。

由於5G高頻毫米波容易被干擾，因此需布置數量更多的基地台，才能達到一定的覆蓋率。如日本政府正規劃將紅綠燈、路燈都裝上5G基地台，就是希望提高基地台密度。這也代表微型基地台（small cell）重要性更勝以往。

5G微型基地台搭配「massive MIMO」（縮小天線尺寸，塞進手機和微基站)、「波束成形」（強化特性方向訊號發送）發展，已經能克服技術難關，做出一定水準。

由於新設備成本高昂，如中華電信董事長謝繼茂曾說過：「 光是5G基礎設施建置費用，可能就是4G三倍。 」在目前仍找不到5G主流商業模式的情形下，電信業者短時間內不會全面建置5G基地，即便 NCC 表示電信商有覆蓋全台50%人口義務，訊號集中六都的現象在所難免。

再加上業者互相點燃戰火，都想搶競標連續大頻寬，期待讓5G投資具備最大效益，這場新行動上網戰爭才正要開始而已。

• 本文授權轉載自：bnext（數位時代）