隨著物聯網的快速成長，3GPP開發了新的空中介面技術標準NB-IoT。資策會和羅德史瓦茲(R&S)，近期根據3GPP R13 Cat-NB1標準，完成了第一個NB-IoT基站(BS)與終端設備開發(UE)測試。
測試的主要內容，為基站與終端設備的射頻性能，包括發射功率、頻譜分析、群時延和覆蓋能力等項目。下一階段計畫，預計進入連線信令(Signaling)的性能測試，這個測試將透過R&S CMW500無線通訊測試儀來進行。
R&S所提供的NB-IoT基站測試解決方案，可依據3GPP定義之標準產生NB-IoT訊號並進行分析。該測試方案，包括多種向量訊號產生器SMBV/SMW200A及頻譜分析儀FSV/FSW，多款接收設備已廣泛應用於行動網路設備製造商的基站測試。
不少物聯網應用需要低功率廣域網路，目前技術主要仰賴2G和3G系統。基於4G技術的NB-IoT標準，可實現行動物聯網的一般需求，如廣域覆蓋、加強室內接收性能、低功耗、低成本及支援大量設備連接傳輸。
預計今年底前完成 台灣大啟動NB-IoT布建
除了NB-IoT網路的測試成果越來越令人滿意，在實際部署的部分，近期也是喜訊頻傳。台灣大哥大日前宣布，2月底將與Nokia合作完成vMG(Virtual Mobile Gateway)的建置，成為台灣領先支持企業NFV(Network Function Virtualization)網路設備的電信業者。同時預估，最快將於今年底前，在全島完成布建NB-IoT網路，以支持耗電量低、傳輸量小方面的應用。
台灣大哥大表示，5G在演進到2020年開始商轉的過程中，第一步為今年啟用NFV並建置NB-IoT功能，初期將陸續導入智慧電表、車輛定位管理系統、居家保全等服務。NB-IoT建置完成後，將支持耗電量低、傳輸量小方面的應用，可提供包括空氣汙染氣體和空氣品質的監測、水質感測、智慧水表、停車場車位狀態偵測、寵物追蹤，以及病患離開醫院後的身體狀況追蹤等。另外，為了提供物聯網海量的IP位址需求，台灣大也完成網路系統IPv6的建置，足以應付未來物聯網大量終端設備連線。
根據諾基亞通信(Nokia)指出，像是智慧水表、電表的數據傳輸量小，對網路延遲的要求也不高，使用NB-IoT相當合適。但對於某些攸關人身安全的物聯網應用，例如與醫院連線的穿戴式血壓計，則網路延遲就顯得非常重要，採用mMTC(圖1)會是比較理想的選擇。而這些分散在各垂直領域的物聯網應用，正是5G生態圈形成的重要基礎。
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| 圖1 eMBB、URLLC、mMTC分別為5G不同的使用情境。 資料來源：ITU-R |
Nokia台灣暨香港澳門、大中國區技術總監陳銘邦表示，在4G技術定義初期，並沒有把物聯網的需求納入考量，因此業界後來又發展出NB-IoT，以補上這個缺口。5G則與4G不同，在標準定義初期，就把物聯網應用的需求納入考量，並制定出對應的mMTC技術標準。不過，目前還很難斷言mMTC是否會完全取代NB-IoT，因為mMTC與NB-IoT雖然在應用領域有所重疊，但mMTC會具備一些NB-IoT所沒有的特性，反之亦然。像是極低的網路延遲，就是NB-IoT所沒有的特性。
對於智慧水表、電表這類應用的數據傳輸量小，對網路延遲的要求也不高，因此是有機會透過NB-IoT來滿足的。不過，未來若有新的物聯網應用，像是穿戴血壓計、心跳計等，能夠直接串聯到醫院，低網路延遲就會是相當重要的特性，也是mMTC所能充分發揮的地方。
針對5G與NB-IoT技術的關聯性與差異性，陳銘邦分析，URLLC與eMBB是5G的第一步，在3GPP將於2018年Q3釋出的Release 15(5G phase-1)中，將是以eMBB與URLLC為主，不過這些都還沒有提到mMTC，也就是M2M的部分，mMTC要在Release 16(5G phase-2)時，標準才會被定義出來(圖2)。而NB-IoT瞄準的即是M2M的需求，不過由於NB-IoT才剛開始發展，其有必要在市場裡運作一段時間，未來是否將直接演進到5G的技術當中，這還是很難說的。
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| 圖2 3GPP將於2018年Q3釋出Release 15。 資料來源：Nokia |
台灣大哥大自去年7月與諾基亞(Nokia)簽署5G合作備忘錄，就「5G策略聯盟及實驗網」展開合作，而基於此合作建置的5G先進設備，也於近日在台灣大哥大的IDC雲端機房對外展示，並測試Nokia 5G原型機10Gbit/s超高峰值速度，和1毫秒時延的視覺體驗。
台灣大哥大副總經理郭宇泰指出，這次展示的5G先進技術，在高傳輸吞吐量上，5G比4G最快可達100倍，20秒即可下載一部25GB藍光影片；5G也是4G反應時間的10分之一，特別在極低延遲性上的表現令人咋舌。
郭宇泰進一步表示，運用Nokia OZO的360度虛擬實境(圖3)，為播映內容的實驗展示組，可感受如臨現場般的超高清影片流暢感，透過MEC(Mobile-edge Computing)多視角視頻，僅較現場實況時延0.5秒。還有以超高頻寬傳送高解析度影像，和快如運動神經般的瞬間反應，更可讓醫生透過遠端遙控，進行醫療手術如臨現場。
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| 圖3 Nokia OZO可錄製360度3D影片和環繞立體聲。 資料來源：Nokia |
展示現場也展示了無人機應用，其分別搭載行動基地台、微型攝影機和救難包。當未來在地震、火災、氣爆等災難發生時，現場可能因網路受損或沒有網路覆蓋下，讓搜救單位無法在第一時間掌握災區狀況的問題，並獲得解決，透過布建空中網路，無人機將可發揮關鍵性的救災任務。
5G帶動商業模式創新租賃商機大有潛力
針對未來5G商業模式的轉變，Nokia大中華區端對端5G業務總監韓熙博表示，5G對於不同的產業、應用，須擁有完整的生態圈，才能讓越來越多產業開始使用這樣的技術，包括虛擬實境、車聯網等，這樣的生態圈將會不同於現有的商業計價模式，像是目前4G的使用者，必須付費，以購買SIM卡，來取得一組用戶號碼，隨著物聯網時代的到來，這樣的方式很有可能會有大幅度的改變。
Nokia全球端對端5G技術總監David Soldani則指出，未來將會是租賃(Rent)的時代(圖4)，消費者將不再一定得靠購買來達成所需的服務，透過物聯網所形成的租賃服務，將會在社會中越來越普及。
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| 圖4 Airbnb大規模透過網路所提供的短期租屋服務，成為近年來共享經濟的發展代表。 |
因此，5G將帶來越來越多商業模式的創新。台灣大哥大總經理鄭俊卿表示，從4G跨入5G的時代，不單是網速的大躍進，包括人的生活型態、大環境面的產業結構，甚至就業型態都會產生極大的變革，因為5G能支持100倍的物件聯網，是個萬物與雲端和大數據互聯的世界。
鄭俊卿進一步表示，5G不但提供萬物內建通訊的能力，帶來比2G、3G、4G更大的影響性，屆時還會催生無數個全新的產業與應用技術，無論是在高端無人機協助智慧城市發展與救災、無人車自動行駛高速公路，還是遙控機器手臂拆除爆裂物、遠端醫療等工作，都可透過頻寬極大、遞延秒差極短的5G，讓這些被視為天方夜譚的想像或電影中出現的未來科幻場景，均因5G而啟動並逐一實現。
因應5G標準未出爐 Nokia 5G FIRST快半拍
即便目前3GPP的5G標準仍在制定當中，透過Nokia 旗下的Nokia 5G FIRST，電信營運商將可部署合適的5G基礎架構，在5G標準正式出爐前，順利執行商業模式。Nokia於日前發布的白皮書中指出，由於Nokia 5G FIRST是以Verizon TF(Technology Forum)與KT SIG(Special Interest Group)規格定義的市場要求為依據，因此可以安心進行長期投資。一旦標準就緒，系統將會符合3GPP標準。
5G FIRST是完整的網路解決方案，包括Nokia AirScale大型MIMO自適應天線，初期支援3.5、28與39GHz；Nokia AirScale Radio Access基頻與AirScale Cloud RAN，最終版本將符合Verizon TF/KT SIG與3GPP標準；雲端原生封包核心，支援5G主要功能，例如網路切片(Network Slicing)與Dev-Op雲端系統；5G Mobile Anyhaul，使用微波、IP、光纖與PON技術，達到超低延遲的傳輸。
鄭俊卿指出，除了與Nokia合作的這套5G技術設備，台灣大哥大現也就5G時代所需的前瞻性網路，進行規畫與建設，包括布建電信雲平台、虛擬雲化網路、小型基站基礎建設等。
諾基亞通信台灣暨香港、澳門區總經理謝任邦表示，Nokia以先進而完整的5G先進技術與台灣大哥大攜手合作，推動5G、物聯網(IoT)、軟體及雲端等行動通訊端到端產品組合，並融合運用世界級的成功導入經驗，將5G技術應用在不同產業領域，以期共同打造創新網路速率、敏捷性及效率高峰的5G行動新世代。
