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《新電子》擘畫智慧製造應用 5G行動通訊喜迎R18
文/吳心予
AR/VR與智慧工廠的傳輸需求增加，5G R17在行動寬頻之外，深化垂直應用的傳輸需求，助力工廠加快數位化腳步。3GPP同時積極討論R18的技術細節，可望在2023年第三季公布RAN 1的內容。
虛擬應用、智慧工廠的進展都需要無線傳輸技術的支援，而5G eMBB、mMTC、URLLC低延遲、高可靠、定位精準且傳輸範圍廣等特性，便是確保工廠通訊與AR/VR連線穩定且順暢的關鍵。因此3GPP也持續更新5G標準，R18預期增加可同時傳送/接收的裝置數量，並且強化資料傳輸的安全性。新標準的進展與A I、AR/VR、無人載具等新技術並進，共同打造更加靈活的數位工廠。
5G Advanced迎來R18
無線傳輸技術進入後5G時代，德凱(DEKRA)Connectivity資深總監陳銘鴻指出，規範5G測試標準的ITU法規IMT2020定義三個5G的技術發展與未來應用方向，一是eMBB針對一般的行動寬頻網路，例如手機的行動通訊，或是未來AR/VR的應用。垂直市場應用則包含mMTC與URLLC，mMTC著重物聯網應用，從4G時代起便有相關的定義，主要強化裝置在密集環境的傳輸效能。而URLLC強調高可靠性且低延遲的技術應用，較具有代表性的應用包含RLLT、工業4.0、車聯網等，這些應用都需要精準的定位與精準的可靠度來達成安全要求。
回顧5G的發展時程，在3GPP 5G的時程規畫中，R15從2019年年中開始商用化，由不同的營運商建置網路，到了2021年底則已經建置到R16，相較R15，R16增加多輸入/多輸出(MIMO)技術及定位要求。目前R17即將制定完成，預期3GPP在2022年中開始討論R18的核心技術標準。
R17預計在2022年第二、第三季陸續完成標準制定，接著開啟R18的技術討論。R17是現階段應用最廣的5G技術，可以藉此觀察5G的第二階段如何發展，包含超過超高頻的頻率，以及進入71GHz的頻譜，同時發布針對低軌道衛星相關技術的定義，都是垂直市場重視的發展面向，因為在鄉村或山區實現物聯網應用或者透過衛星為偏遠地區帶來寬頻服務，都需要仰賴低軌道衛星相關技術的進展。且R17強化定位精準度，以滿足物聯網定位達到毫米等級的需求，同時強化C-V2X的安全性。
R18方面，則搭上3GPP新的5G Advanced標誌，推動5G進入中後期時代。R18以及以後的技術標準，3GPP都將其定義為5G Advanced技術。
5G助攻智慧製造
5G技術為智慧製造的發展帶來新的動能，台灣西門子資深產品經理林瑞媛表示，過去工廠的生產流程以大量製造為主，現階段則越來越多少量多樣的生產需求，因此工廠端希望小量製造也能控制成本，以增加商業模式的彈性。然而傳統的自動化流程設置在固定的站點，但因應小量、彈性生產的需求，很多的裝置都需要移動，需要採用能支援各個站點之間
順暢傳輸的通訊技術，讓裝置收集的資料流透明、快速的傳導到中層的轉接點，達到良好的連接性。加上製造業採用AI、AR、遠端的自動化模擬、自主學習、邊緣運算等新技術，工廠內良好的通訊能力更顯重要。
當5G基於eMBB、mMTC、URLLC技術提供穩定的資料流，就能實現遠端控制，將AI、AR應用於遠端現場的診斷、模擬、監控等，並透過快速傳輸影像，協助遠端工作人員評估現場狀況。其中，mMTC能布建在難以布線的區域，增加傳輸面積與效能，同時節省成本。
3GPP積極討論R18
5G繼續在實現智慧製造應用的同時，標準仍不斷更新，現階段3GPP積極討論R18的技術細節。資策會系統所副主任李永台指出，2021年底到2022年初，是告別R17並迎向R18的時間點。3GPP R18在2021年12月中，已經討論RAN與SA相關的工作項目。根據3GPP的時間表，R18 RAN 1預計從2022年第一季開始制定，預估在2023年第三季完成，與此同時3GPP進行SA以及CT Stage 3相關的研究項目。在愛立信的文件提及，推測當5G發展至R20或R21左右，3GPP將開始執行6G相關的研究，希望在2030年定義6G的標準規格。針對5G Advanced的細節，3GPP於2021年7月發布第一次Workshop的內容，推動5G中後期的方向，總共整理出17個結果，前13個議題著重於強化特定技術強化及相關的應用發想，例如MIMO、Uplink、非地面網路(NTN)、AI等技術的導入，以及節能議題。
新規格帶動新應用
eMBB、mMTC、URLLC三大核心技術強化無線傳輸效能，能夠虛擬應用如AR/VR，以及工廠數位化的連線需求，達到低延遲、高覆蓋率、定位精準等目標，協助智慧工廠的運作更加彈性，能夠符合少量多樣的生產模式。針對下一代的5G Advanced，3GPP已明確提出R18的制定時程，預計在2023年就能
看到次世代5G的技術亮相。