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5G "为产业 AI 化"铺设高速公路

本文作者:任苙萍       点击: 2020-02-17 15:35
前言:

依照电信营运商的说法:5G 虽是为"服务"而生,别出心裁的应用场景亦时有所闻,可惜的是,所谓的"杀手级应用"仍未成气候。为发展创新应用服务、建构垂直示范领域进而拓展商机,台湾地区 5G 垂直应用联盟 (5GVA) 致力于连结台湾在地 IT、CT 和 OT 系统整合与指针性垂直场域业者,导入自主 5G 系统解决方案。5GVA 会长王超群表示,5G 具有大带宽、大连结、低延迟、低功率特性,广泛应用发展方向将分为"移动宽带"及"垂直应用"两大阵营并进。

 
王超群指出,5G 移动网络最大带宽最高可达 10 Gbps、是 4G 的百倍,28GHz 和 60GHz毫米波 (mmWave) 是主流频段,属于"至高频"(EHF);延迟虽低,但信号的衍射能力 (绕过障碍物的能力) 十分有限且传送距离短,需增建更多基站以增加覆盖。有鉴于此,财团法人电信技术中心 (TTC) 副执行长林炫佑认为,多接取边缘计算 (MEC) 将是实施 5G 垂直影音应用的先决条件,也是电信业者是否能与 OT 业者竞争的关键,可藉由网络功能虚拟化 (NFV) 和网络切片 (Network Slicing) 创造新的服务模式,一改"笨水管"(dumb pipe) 的被动窘境——指电信业者的网络只会一味提供简单的带宽与联机速率。
 
照片人物:财团法人电信技术中心 (TTC) 副执行长林炫佑
 
5G 冲刺垂直整合,资安威胁多
林炫佑叙述,应用不同、技术要求各异;以时间延迟容许度为例,虚拟现实 (VR) 须<15ms、声音影像须<20ms、车联网须<30ms、棒球的挥棒声音须<100ms,数据才能同步,低延迟和高可靠度是 5G 重点,足以改变整个产业生态;若用于电力调度,电网的备载容量甚至可因此降至 2%。凡此种种,有赖以下新技术加持:客户端 (UE) 多接入多输出 (MIMO)、GHz 毫米波、速率更快的无线调变方式、将 Wi-Fi 整合进核心网络、信号覆盖须立体化 (3D) 以因应空中无人机所需、以服务为基础的核心网络;而 IT 和 OT 的整合,将催生嵌入式 SIM 卡。
 
 
他直言,激发 (Inspire) 潜在需求会较创造全新需求容易,例如:时间/位置精准预测、虚实整合 (CPS)、数字双胞胎 (Digital Twins) 和资安服务,Safety、Security 和 Performance 三者要配合。资安应用服务联盟会长、亦是趋势科技台湾暨香港区总经理洪伟淦接棒论述,全垂直整合会把 IT 问题完整带到 OT,且由于 OT 相形脆弱、产生的冲击更大。物联网 (IoT) 节点变多,意谓攻击点也变多,不止装置本身会被攻击,还可能成为攻击媒介。诸如恶名昭彰的 WannaCry 等自我传播的病毒,若无及时修补漏洞,将一路串接到工控领域,造成间接伤害。
 
照片人物:资安应用服务联盟会长/趋势科技台湾暨香港区总经理洪伟淦
 
洪伟淦警示,不仅上述"无差别"攻击存在威胁,2019 年还开始兴起目标式勒索病毒,乃有目的攻击或锁住资源,迫使停工。他解读黑客思维在意的是:攻击机率、财务利益、能否重复?而 IoT 即具备十分诱人的攻击利基:永远连网、本身很脆弱、骇入成本相对低廉,且往往是设备销售商、服务商及用户的三不管地带,究责不易。近来,远程桌面攻击有趋多现象,建议利用网络切割或安全白名单应战;而当实体网关消失后,必须将资安措施拉到边缘端或核网中。
 
5G 消费终端拼场,AR 实务应用更甚 VR
资策会 MIC 资深产业顾问兼主任张奇就市况观察:目前实测 5G 吞吐量是 4G 的十倍,推估每用户平均收入 (ARPU) 可增加一至四成。参考韩国经验,5G 用户的每月用量约在 24GB,多用于增强现实 (AR) 或 VR,以音乐会、演唱会为主。他分析,电信营运商在营收停滞、甚至略呈下滑的压力下,预测未来三年内将花一兆美元建置 5G;在产品销售方面,终端消费势头已大于微型基站 (Small Cell),手机、无线热点 (Hotspot) 是前两大出货项目——VIVO 手机以低价策略奏效,抢下 45% 市占率;坊间现有逾 300 款的 5G 终端消费产品正在热身中。
 
照片人物:资策会 MIC 资深产业顾问兼主任张奇
 
值得留意的是,散热片、滤波器、天线是 5G 产品重点组件,而每支 5G 手机的材料成本 (BOM Cost) 将因此增加 30 美元;到 2026 年,将为台湾地区相关产业增加千亿产值。至于智能制造,设备监控、无人搬运车/自主移动机器人 (AGV/AMR)、数字分身、人工智能 (AI)、扩增实境 (AR)/VR 是前五大应用,韩国拟建造 3万家 5G 工厂,释放双手 (Hands-free)、影像+移动是等工安措施是很大机会所在,而企业专网基于生态系考虑,多采用 4.8~4.9GHz 频段。
 
相较于 VR,佐臻 (Jorjin) 公司董事长梁文隆更看好 AR 的用途。他坚信:没有大数据就没有 AI,而人的学习大部分是源自眼睛,眼球革命将改变人与信息的交互模式;藉 AR 打造以人为本的智慧空间 (Smart Space),可将空间信息可视化,用于远距医疗或未来展馆。梁文隆指出,AR 本身没有空间概念,乃是经由 AR 引擎、光学与惯性测量单元 (IMU) 计算而得,有三大发展主轴:以影像穿透式 (Video See-through) 做"影像迭加"、Hands-free 以及第一视角取向,而 5G 时代的来临将有助 AR 普及。对 5G 满怀期许的还有自驾车与工控。
 
照片人物:佐臻 (Jorjin) 公司董事长梁文隆
 
车联网是自驾车和智能交通起点,5G C-V2X 蓄势待发
远传电信智慧城市方案解决部经理庄大忠点评,电动化、智慧化、联网化是推动汽车产业革命的力量,前两者是前装市场,台湾地区较无利可图;而联网化多为商用车后装,讲究 CP 值、价值大、不会太快由车厂驱动。他主张,车联网是 IoT、智慧城市与智慧运输的交集,是人、车、路的协同作业,DSRC / C-V2X 加上 5G 元素可发挥六大效益:1.通过本地传感器或视频影像收集数据并交换;2.车辆可作为长距离的高精度传感器;3.提升安全和交通效率;4.提供丰富的车内资通信娱乐 (infotainment);5.高度车队管理;6.顺畅的自动驾驶。
 
庄大忠表示,车联网是汽车制造业的救世主,2021 年是 C-V2X 商用元年,欧洲倾向 5.9GHz、DSRC+C-V2X 并存,北美则采开放态度。有别于 DSRC 从硬件思维出发,现今着墨的是服务,电信业者更见举足轻重;虽然 5G R15 未底定 C-V2X 标准,但远传仍乐观以待。他解释,DSRC 不适用于高速移动/车跟车之间,设备商不易完整覆盖;而 C-V2X 可借助安全认证、企业专网、网络切片等对资安做根本保护,是车联网发展的核心技术,需要政府的支持与协助。
 
照片人物:远传电信智慧城市方案解决部经理庄大忠
 
庄大忠特别提到,台湾地区领牌的汽、机车数约 2,100 万辆,其中有 800 万辆是四轮,假如人手一个车联网门号,商机潜力庞大;另台湾地区机车有"三高"——肇事率、死亡率、失窃率皆高,车联网可望予以缓解。自电子地图起家、2016 年开始进军导航软件与车联网平台,并生产全台地区第一套内建 4G 模块车机的勤崴国际科技强调,没有车联网,就不会有自驾车和智能交通;总经理黄晟中断言,建构大量通信的环境,车联网与自驾车才有未来,但产业发展往往需要 5~10 年的时间,先行者须对未来性保持敏锐度,才能加速应用落地。
 
IIoT 关键"1ms"感测取样!唯 5G 可期
为降低产业门坎,勤崴与大股东中华电信已在台湾地区设立三个自驾车实验场域——台南沙仑、虎头山和彰滨工业区 (自驾巴士沙盒),提供设备支持、融合技术、驾训班和辅导认证,其中,虎头山创新园区亦是 5G 测试环境场域。协理林映帆补充,5G 自驾车的电子地图须精细到公分等级,数据量非常大,5G 可将路标等数据直接回传云台,以便针对肇事路段改良设计;再论智能制造,鸿海工业大数据办公室杨昌桦博士就增强移动宽带 (eMBB)、大规模机器通信 (mMTC) 与超可靠低延迟通信 (uRLLC) 三个面向,剖析要何需要 5G?
 
照片人物:鸿海工业大数据办公室杨昌桦博士
 
杨昌桦妙喻:eMBB 如同头等舱,企业、工厂、制造商皆可多付费以享受更好的服务;而 mMTC 与 eMBB 乃是互斥关系,多台机器分享带宽资源仅适合做定期侦测,R15 未出炉细部规格前只能在专网进行;uRLLC 有机会通过独立组网 (SA) 实现,与制造业关系最大,"1ms 时延"的确意义重大。因为工业物联网 (IIoT)+传感器需要更高的采样率才能还原工业信号,根据奈奎斯特频率 (Nyquist frequency) 取样定理,唯有 1ms 的极短暂延宕才能取得 500Hz 以上的信号模型,4G 通信是来不及反应现场状况的,只能记录温度等环境参数,帮助有限。
 
杨昌桦总结,工业 AI 化的目的是创造价值、增加企业核心竞争力,具体移动纲领如下:1.减少重复人力及资源浪费;2.提炼大数据产生收益并开发新订单/新营收来源;3.创造新技术。同集团富鸿网总经理邱登崧说明,边缘端 (Edge) 是智能制造的底层核心,是所有数据、数据的起源,第一要务是找到关键有效者;其上依序是 IaaS 和 PaaS,5G 大带宽、大连结、低延迟对边缘计算、影像监控和 AGV 机台调度有帮助。Pepper 机器人的制造者沛博科技亦赞同多接取边缘计算的重要,力推"MEC 平台"与多机器视觉一站式服务。
 
照片人物:富鸿网总经理邱登崧
 
沛博总经理林义勋表示,1、2 秒计算、分析之差或将影响甚巨,5G eMBB、mMTC 与 eMBB 将有助于动态扩充、横向整合多个机器视觉,经由应用程序编程接口 (API) 或软件开发工具包 (SDK) 串接各大厂设备的算法,并可管理不同终端,让同一支摄影机可识别人脸和车牌等不同信息,然后在单一平台的仪表板 (Dashboard) 实时预览数据且可做不同方案组合。好处是:1.将原需时三、四个月的定制化系统整合工程缩短至两周;2.类似企业私有云的集群 (Cluster) 架构可实时备援并按需调拨机器视觉能力;3.整合 4G/5G、Wi-Fi 等不同通信技术并允许逐步迭加。
 
照片人物:沛博科技总经理林义勋