國際研究暨顧問機構Gartner預測，不遠的未來，5年多後2020年，物聯網相關裝置將遠遠超過PC、平板、智慧手機等以人為主的網路終端，將達到260億台，後者僅73億台，而物聯網產品與服務將創造1.9兆億美元的商機。網路大廠CISCO、電信設備製造商Ericsson甚至都認為，到2020年將有500億個裝置聯網！看到這些預測，雖感受到物聯網的光明未來，也反思：「這麼多的裝置需要聯上網路，且大部分都是行動裝置，目前的行動通訊頻寬足夠嗎？」

5G是打造物聯網的基礎建設  資料來源：網路蒐集，標示為非商業用途重複使用

行動通訊的頻寬不夠速度緩慢，或是訊號不足無法通訊的狀況，目前隨處可見，例如跨年晚會時，行動通訊的訊號塞爆，連文字簡訊(2G)訊號都傳不出去，或是在高速移動的高鐵…甚至僅80公里時速移動捷運列車上，3G訊號就斷訊了，很明顯這樣隨時會「塞車」或是「消失」的行動網路，絕對無法成為物聯網的基礎。

雖然有人會認為，不是每一個聯網的裝置，都依賴行動通訊網路，固網、Wifi、藍牙、RFID等技術，都能協助一部分的通訊，但行動通訊網路的需求巨大，且預計將是最重要的部分，例如以GSMA最近公布的資料顯示，2010-2013年，亞洲增加了5500萬個M2M(Machine to Machine)連接數，而中國大陸地區增加3900萬居冠，主要來源是能源與運輸業的成長。以這兩類運輸需求分析，行動網路都比其他的網路連接方式，更符合需求。這也由汽車大廠寶馬(BMW)加入5G的研發，並發表「5G是自動駕駛汽車的關鍵要素」等論文，亦可探知相同結論。

物聯網需要高頻寬、高速率、高穩定性的
行動網路為基礎建設 3/4G難堪大任

既然3G行動網路成為物聯網的基礎非常勉強，那4G網路又如何呢？根據ITU-R(International Telecommunications Union-Radio communications sector)對4G(IMT-Advanced)的定義，定點或是慢速移動有1Gbps下行速率，高速移動中有100Mbps下行速率。但…台灣公佈的4G表定速率，目前定點速率幾乎都只有100Mbps以下，根據媒體實測公佈，剛開台的4G網路，使用者不多的情況下，最高速率僅66Mbps，而如香港等4G開設較久，使用者很多的情況下，更僅有20Mbps的速率，甚至不及3.5G的理論值56Mbps。且就算密集的佈建4G基地台，4G技術面對物聯網，仍將出現許多瓶頸：

1、無法應付聯接裝置數量激增：根據Gartner資料，物聯網裝置由2009年到2020年將成長30倍。一個行動通訊網路節點的裝置聯接數爆量增加，根據中國大陸5G推進組公佈的資料，在裝置密集處需達到100萬個裝置/平方公里之連接能力，遠超過目前4G基地台的負荷。

2、尖峰吞吐流量不足：物聯網裝置再加上其它聯網裝置的數量激增，以及高畫質串流、影音監控等應用的頻寬需求，中國大陸通訊商大唐科技估計2020年移動通訊數據流量將達到2010年的1000倍，特別是尖峰時間的需求，將達到100Gbps/平方公里以上。

3、更高的頻譜效率：行動通訊所使用的頻譜並不是無限制的資源，4G目前已經比3G的頻譜效率提升約3.3-5倍，但仍遠遠不及物聯網大量裝置聯接的需求，尤其是高速移動時(超過120Km)連接能力依然不足，5G估計需較4G再提升約10倍的頻譜效率。

4、更低的尖峰遲延：物聯網包含工業控制，醫療照護等應用，特別是遠距醫療與居家照護等應用，都需要降低傳輸的遲延(latency)，5G要求比4G縮短10倍，達到5ms以下。

5、更有效的保證速率：無論是3G還是剛剛開台的4G，覆蓋率與傳輸速率都很難達到理論上的傳輸速率，更遑論多人使用的狀況，而基地台架設遭抗爭，甚至被拆除，造成覆蓋率不佳或單一基地台負載連接裝置過多，都更讓這個問題雪上加霜，以4G為例，目前定點連接速度，連理論速率的10％都無法達到。5G則需達到更佳的保證速率，特別是高速移動時，能夠達到穩定10Mbps，定點達到100Mbps(基地台訊號的邊緣地區亦然)，才能滿足應用需求。

以目前已經有的「智慧型救護車」概念為例，架構是在救護車上安裝各種醫療監測儀器，以及視訊監測系統，將病患(特別是偏鄉距離較遠的路途上)的生理與傷病狀況即時傳回醫院，甚至醫師遠距先行診斷…但是目前3G或4G的訊號上傳速率不足，遲延又大，造成比較大與複雜的資訊(如高畫質的病患傷口影像)難以傳輸，自然也嚴重限制了運用範圍。

5G技術概念，資料來源：IMT Vision towards 2020 and Beyond

各國佈局5G非只要取得電信領域規格 更為佈局未來的物聯網

5G並非要取代4G的技術，而會與4G甚至3G並存，如前述，5G世代行動通訊網路主要的發展方向，已經由人的聯接轉向物的聯結，可說是物聯網世代的「戰略高地」，為了搶佔這塊戰略要點的領先，雖然大部分國家的4G網路都還未商轉多久，甚至剛剛起步，各國就已經開始大力佈局5G網路，並幾乎都不約而同的希望最慢能在2020年前商轉，距今僅餘5年多，而5G初期標準甚至預計在2016年即將公布，距今僅1年多！

目前已經在檯面上的5G發展組織，包含歐盟部分國家組成的METIS(Mobile and wireless communications Enablers for the Twenty-twenty Information Society)、韓國的5G Forum、日本的2020 and Beyond AdHoc，以及中國大陸的IMT-2020(5G)推進組，除了相關廠商，幾乎都有國家的力量在內協助發展。美國目前為止雖然未有全國性的計畫，但各別廠商如美國國家儀器(NI)、諾基亞(Nokia)等等，皆已投入5G相關技術的研究。

這些組織內的相關成員與國家，除了各個預計投入大量研究經費外，如韓國預計投入6年15億美元，歐盟一開始就投入5千萬歐元，大陸廠商華為一家業者就預計投入5年6億美元…等，更重要的是，各家廠商並非獨自關起門來閉門造車，而是積極的互相聯結，參與對方的計畫，例如主導日本研究計畫的廠商NTT Docomo，今年5月宣布將展開5G網路測試計劃，除了日商NEC、Fujitsu以外，尚包含外國廠商Ericsson、Nokia、Alcatel-Lucent、Samsung，分工研究5G規格內的相關技術。

而南韓與歐盟在今年6月，更簽署協議，將聯手開發5G相關技術，希望提前在2015年，就能夠推出5G相關的技術規範，讓強強聯手徹底壓倒其他競爭者，搶奪規範制訂權。

5G專利佈局 韓國深耕已久Samsung與LG皆領先群雄

5G在不久的未來就要公佈初期規範，實際上韓國與歐美等廠商早在7-8年前就已經開始佈局相關專利，以本報報導過的US20110182174 A1專利為例，可以觀察出Samsung是以毫米波(millimeter wave)為5G訊號的載波，透過28GHz的頻率傳送資料，但因為毫米波訊號衰竭與穿透力，隨著距離與障礙物的增加，都衰竭的很快，所以Samsung設計出64根天線的增益技術，來克服這樣的問題。

根據USPTO的資料檢索，Samsung毫米波的專利有223篇，佈局頗為嚴密，最多技術領域在Class 370 “MULTIPLEX COMMUNICATIONS”(多工通訊)，其次是Class 455 “TELECOMMUNICATIONS”(電信)，再其次是Class 375” PULSE OR DIGITAL COMMUNICATIONS”(波或數位通訊)，而在Class342 “COMMUNICATIONS: DIRECTIVE RADIO WAVE SYSTEMS AND DEVICES (E.G., RADAR, RADIO NAVIGATION”(電信：指向性無線系統與裝置，例如雷達與無線電導航)也有專利佈局其中。

而整體觀察，Samsung的5G相關專利都算進去，約700件，連LG都有300件，兩家韓廠加起來已經有約1000件專利，連起步不久的華為都有約183件專利，另外美國專利授權公司InterDigital也有超過800件專利。而台灣廠商包含聯發科、宏碁、宏達電和工研院所擁有的專利合計，尚不及華為一家公司。

規格制定台廠專利追趕已不及 需從5G技術特性切入尋找利基

直言之，多年前的4G規格由WIMAX與LTE競奪時，台灣產官學界「押錯寶」全面投向WIMAX，讓LTE成為主流後，根本無力追趕領導廠商的智財佈局，而因為4G的技術基礎不夠紮實，有不少關聯性的5G的智財佈局更無法展開，目前要切入5G技術規格的標準制訂，恐怕已經有很高的難度。

不過，在5G智財的競逐上，台廠也不是沒有機會，如前述5G可能採用毫米波通訊技術，致使訊號衰竭的技術限制下，目前大基地台的概念，應會轉為大量的小細胞基地台(Small Cell)，當然4G已經有小細胞基地台，但5G結合物聯網概念，可以是獨立式(Stand alone)規格，更可整合數據機、數位機上盒、系統整合服務的樣貌，當然終端裝置如手機，支援5G規格，也是研發重點。

全球產業分工，會因為5G的出現而重組，更隨著物聯網在5G加持下的深化，商機也不侷限於傳統電信產業，例如車用電子，遠距醫療都有相當利基，建議相關廠商應儘早展開智財佈局。

Facebook 按讚馬上加入北美智權報粉絲團