5G在望（上篇）大马两三年后良好运用 5G趋势通讯新革命
5G是什么？它比4G快？能实现无人驾驶汽车？能用在远程医疗？能用在物联网？答案：以上皆是，且不只如此！
简单来说，5G就像是电力，像提供电灯泡足够的能量，支援所有使用网络的应用服务，使其拥有更快更佳更不同的效果。
且从本地科技网络学者的分析，建构更清淅的5G世界轮廓！
“5G（技术）本身是沉闷的，因为它只是传输速度的提升；重要的是，它可应用在哪些方面。”
布特拉再也多媒体大学高级讲师邱水浚博士指出，5G的关键是在应用方面。
3G时代有的是技术，但没有应用方式，因为那是人们首次利用它来连网，因而无法最大的展现这方面的效能，同时业界犯下了不少错误，却也因此累积了许多经验。
“当4G开始时，就有很多应用与它接轨，凭其速度和从3G累积下来的经验，让许多应用程式进来这个领域。”
即将于2020年出现的5G并非最终版，业界只是将它介绍给大众。
它属于非独立的5G，即其前端（Frontend）的无线领域是新的技术，但合作的网络，即其后台之间的连结，还是属于4G。这是由于在5G初期，各相关业者需要面对技术和经济的挑战，不可能一夜之间完成5G的部署。
5G只是一个标准，当中包含许多技术。
一般上，每隔10年就有这样科技世代，例如最初是1G（俗称‘大哥大’时代的通讯）；2G则是全球行动通讯系统（Global System for Mobile Communications，简称GSM）的时代。
2000年左右出现3G（第三代移动通讯系统），2010年进入4G时代；预计5G时代将于2020年开始。
“2G是人与之间的声音沟通，以及短讯互通。当时就有人提出：为何不让手机能上网？但却不知道如何去做。之后出现3G技术，就开始朝手机上网的方向奔去，这是人类第一次使用手机上网，也出现不少的错误，大家就从错误中学习，就此不断的提升技术，并有了3.5G和3.9G等技术。”
与4G可同时共存
4G是从3G的经验中不断学习和提升的成果，可以拥有足够的网速顺畅连网和下载数据，其技术也不断在改善中。
“现在的5G并不是要取代4G，就像4G不是取代3G一样，因它们都可以同时存在，但过了一段时间后，旧的移动通讯技术会逐渐淡出。”
由于面对经济上的不可能（Economically imposible）因素，即电讯商已投下巨资，因此不会太快解除3G和4G技术的相关设备。
“现今4G可用3G的设备，包括基建，即使5G也可用4G的设备，3G也不会太快消失，唯有等待当4G和5G技术更加稳定后，3G才会逐步消失。”
纵观4G使用和普及的情况，他认为5G在大马约需两三年后才可能良好的运用。
4G约于2010开始在全球各地形成趋势，大马则于2013年开始较为全面运用这项科技。以此预计，大马至少约3年后，才能真正进入5G时代。
他相信泰国和新加坡推广5G的脚步领先大马，这可能与这两国的政府和行政效率有关。至于韩国则已于去年试跑5G技术，日本也将于明年举办奥运会时试用5G。
“目前5G试跑的后端协议（Protocol）不变，只是前端协议改变，而电讯营运商对于使用5G的内容相当陌生，其工程师并不清楚5G内容具体情况，因他们只是为产品而培训（Train for product）而已。“
因此，他相信大马5G的推展速度，还仰赖政府意愿而定，因而民众未必能在近期内体验5G。
电讯营运商也要提供内容
当5G时代来临，原本只是提供硬体服务，包括建造5G基建的电讯营运商，可能也要同时成为内容提供商！
“由于5G的高科技，消费者可以更便宜的价格得到5G服务，所以营运商的收入将会下降。消费人看到的不是技术迅速飞跃的背后内容，而是注重谁能提供何种服务和应用。”
邱水浚博士指出，5G同时创造使用价值，这也是电讯营运商不是只能负责提供传输服务的原因，它同时需要提供内容服务，就是为了让价值解锁（In order to unlock the value）。
“假设当从3G至4G提升了10倍速度时，消费人愿意付出5令吉使用这些服务，但当再提升至5G的100倍时，即使只是多付10仙，消费人未必愿意多付。”
当初3G开始进入民众的生活时，由于它是结合网络的新兴概念和服务，电讯营运商向使用者收取高价的服务费用。但现在消费者已习惯高速上网，把它当成理所当然的功能与服务，就不愿再付出更多。
“加上许多应用程式，例如Whatsapp、Wechat的出现，可以不用再付费传信息，因此营运商收入减少，需要争取在应用程式方面的收益。”
5G暂不能独立运作
目前，西亚城市多哈（Doha）是全球第一个演示（Demostrate）5G的地方，它已于2018年开始演示，但并非作为公共消费用途（Public consumption）。至于大马也将于今年第三季度后在布特拉再也测试5G。
5G新无线电通信（5G New radio，简称5G NR）或称新空口技术，和4G LTE是相容和递进式的技术，它们很可能会在一段时间内同时演进。
“目前的5G只是前端技术，例如其如天线装置，但这并不是完整的5G技术，之后相关方面还会陆续加强技术，再冠以5.1、5.2、5.3等名称，现在只能说是5.0而已。”
因此，邱水浚博士认为现有市场号称拥有5G的手机，纯属市场策略，犹如4G还未进入市场前，就有手机商自称已有4G手机一样，当时有关手机可能只是3.8G或3.9G的技术而已。
“如今5G基建还是以4G的设备和技术为主，只是在前端方面，例如软体或应用程式，却是以5G的方式出现。即是说，目前5G还不能独立运作，仍需要拥有4G网络基建的配合，当日后有纯正的5G技术出现后，才会有相关传输波和更高的频率（Transmission wave and higher frequency）。”
保安工作挑战极大
由于5G的功能并不只是连结人对人之间的功能，也能让机器与机器之间对话（Machine is talking to machine），涉及的层面广泛，不免令人担心其安全问题。
骇客或恐布分子亦会随着科技进步，可能利用5G带来的便利干扰和危害常人的生活。当5G时代来临时，其保安方面是否也随着提升呢？
“5G已提升保安功能，并不是每个人都可以进入网内检测。在物联网（Internet of things，简称IOT）开始后，保安工作将会是一个极大的挑战，目前正是业者积极研究的部分。”
邱水浚博士表示，在防止骇客方面，目前使用在资本货币的安全措施，以及比特币计算法的“区块链技术”（Blockchain technology），可能将会大量使用在5G时代。
区块链是一个不断增长的记录列表，它使用加密技术进行链接。每一个块包含前一个块的加密（Encrypt）和哈希（Hash），以及时间戳（(Unix timestamp）和事务数据，区块链通过这样设计可以避免数据遭到修改。
“区块链技术不只是用在比特币算法，也可以运用在其他地方，例如智能合约（Smart contract）、 智能银行系统（Smart banking system）、安全访问（Security access），确保只有授权者才能使用。”
这种方法不是集中在服务器验证（centralized server validate），而是在网络内个别验证，因此当运用在5G时代的物联网，就能确保使用的安全，只是目前这方面的技术尚在研究之中。
物联网造就“智慧城市”
物联网（Internet of things，IoT）是指物物相连的互联网，它是一种在互联网基础上延伸及扩展到物与物之间，并进行信息交换与通信的网络。未来的物联网时代，几乎一切物品都有了自己的通信、感知和联网能力。
“它的应用范围几乎包罗万象，目前能够预见到的领域包括工业、农业、商场，水利、环保、气象，城市、交通、安全、物流等等。”
多媒体大学 (Multimedia University)赛城分校电子通讯工程系教授兼博士生导师蔡长志博士指出，5G的海量机器通信（mMTC）将是扩大物联网所需的关键技术。
提高农业综合效益
举例，物联网可以针对大型农业园区，大规模部署各类无线传感器节点，以组建无线传感器网络，即时收集农作物生长环境、空气温湿度、土壤水分和土壤pH值、光照强度等。
“同时，通过网络实时传输至远程中心服务器进行数据储存，结合对应的诊断知识模型对数据解析处理，以达到集中式管理，有效帮助农民进行环境监测和科学预测、温室控制、节水灌溉、气象监测、农业抗灾、产品安全与溯源等方方面面，进而提高农业的综合效益。”
他表示，人们生活的城市也将因物联网的普及而演变为“智慧城市”。所谓智慧城市是指利用各种信息技术或创新意念，集成城市的组成系统和服务，以提升资源运用的效率，优化城市管理和服务，智能化作出响应，满足人们对于学习、生活、工作、医疗等方面的需求，以及改善政府对交通的管理、环境的控制等等。
5G在望（下篇）火箭速度远胜4G脚车 5G网络切片跨向尖端
如果说4G主要是为了解决人们上网聊天、玩游戏、看电影的需求，那么5G已经远远超越这个范畴。凭着多连接、低时延的优势，5G是为万物互联而生！
5G将极大程度促进跨行业的融合创新，例如当前最火的科技人工智能（AI）、区块链和物联网（IoT），以及大数据等领域，其应用都必须建立在更快速、可靠、大量的通信为基础，这也是5G垂直行业的应用要求。
5G将采用一个非常关键的技术：网络切片（Network slicing）。
“从业务应用角度来看，营运商投入巨资建设的传统2G、3G，以及4G网络，只是实现单一的业务需求。但语音、短讯和互联网，已无法满足多元化的垂直行业爆炸式增长所带来的新业务需求。”
多媒体大学 (Multimedia University)赛城分校电子通讯工程系教授及博士生导师蔡长志博士指出，网络切片是一种虚拟网络架构，它利用网络功能虚拟化（NFV）和软件定义网络（SDN）技术原理，允许营运商将单个物理网络划分为多个虚拟网络，一个切片可代表一个独立的虚拟化端到端（End-to-End）网络。
“虚拟网络将被定制以满足特定应用和服务的需求，比如吞吐量、延迟、可靠性方面，操作要求如能源效率和成本效率等等。”
简而言之，5G时代的网络切片功能，能够将网络化整为零，可将之“切割”成数个不同的网络，供应不同需求的用户使用，各取所需，应用层面将会更加广泛。
适合新用户群体需求
网络切片适合新用户群体的需求，这是传统一刀切的网络无法做到的事。举例，游戏用户最关心的是低延迟，而非网络的快慢，如此一来才能畅快玩起高对抗互动游戏。
电视用户为了享受8K高品质电影，对于低延迟的要求并不高，反而对网速的要求很高。
至于水电表用户，他们既不需要高网速，也不需要低延迟，只需要一个低成本的切片方案，因只是偶尔访问网络传输数据的业务需求。
由于在5G时代，可以快速设置这些网络切片，并提供动态管理，因此在公共安全，工业领域，自动化、医疗保健、物联网中，有很大的潜在客户群迫切需要此类服务。
提高再生能源利用效率
“因此，可以预计5G网络切片将为移动营运商和其他新进入者带来利润丰厚的新商机。移动营运商将能够把其物理网络资源分成多个逻辑片段，并将这些片段租赁给感兴趣的各方。”
此外，电力公司可能希望长期租用物联网络切片，以连接由传感器、仪表和控制器组成的智能电网，提高电力系统运行的稳定性，以达到最大限度提高设备效利用率，并且提高其安全可靠性，同时能够节能减排，以及提高用户供电质量，还能提高可再生能源的利用效率。
“在医疗保健领域，医院可以租用一个低延迟、高可靠性的网络切片，以便能够安排远程机器人进行远程医疗手术。音乐会组织者可能希望短期租用网络片段进行为期一周的音乐节，并优化该片段以用于串流式传输高清音乐视频。”
这些情况在今时今日的4G的时代无法实现，因为目前的基础架构无法针对不同的租户进行精细配置和优化。但，网络切片的功能将允许网络拥有者为虚拟网络运营商的流量特征，定制基础设施的计算、存储和网络功能。
网络切片也将对“网络共享”发挥重要作用，它将可以降低5G的成本。目前，一些提供商已经与其他营运商合作开发5G网络切片模型。
“爱立信（Erisson）正在与韩国SK电讯合作开发针对5G服务优化的网络切片技术，而华为和德国电信已经开展了5G切片技术的演示。中兴通讯和中国移动还推出了一个联合面向5G的未来网络架构和网络切片系统，旨在创建动态的5G应用场景网络切片。”
5G定义三大应用场景
国际电信联盟（International Telecommunication Union，简称ITU）是一个国际组织，主要负责确立国际无线电和电信的管理制度和标准。该组织早已为5G定义三大应用场景，分别如下：
增强移动宽带（eMBB）
它是指使用5G作为4G LTE移动宽带服务演进的用例，以达到更快的连接速度和更高的容量，满足移动性用户需求。
超高可靠低时延通信（uRLLC）
它是指在工厂自动化、远程医疗手术、工业互联网等垂直行业应用中使用5G的用例。此外，自动驾驶汽车探测到障碍后的响应速度将降至毫秒级，比人的反应还快，其安全性也将大大提前无人汽车上路的时间表。
海量机器通信（mMTC）
5G强大的连接能力可以实现从消费到生产的全环节、从人到物的全场景覆盖，快速促进互联网、物联网与各行各业的深度融合。
金钱作祟分成独立和非独立组网
5G网络的部署主要分成两个部分，即无线接入网（Radio Access Network，RAN）和核心网（core network）。
无线接入网主要由基站组成，为用户提供无线接入功能。核心网则主要为用户提供互联网接入服务和相应的管理功能等。
蔡长志博士表示，由于部署新的5G NR (New Radio)网络投资巨大，且要分别部署这两部分，所以“第三代合作伙伴计划”（3GPP，由7个不同的全球电信标准组织而成）将之分为非独立版本（Non-standalone，NSA）和独立版本（Standalone，SA）。
独立组网指的是一个全新的5G网络，包括新基站、回程链路以及核心网，即和4G完全分隔开来。非独立组网则是5G早期版本，它将依赖现有的4G基础设施进行升级以循序渐进部署5G网络，因此在初始阶段节省构建5G核心网络的成本。
意即，当5G开始在市场上推行时，将有独立组网和非独立组网之分，追根究底的原因是因为钱。
“对于财力雄厚的营运商，或者从零开始的营运商，无疑会选择独立组网的方案，以拥有纯正的、完美的5G网络，直接给用户提供最酷的体验。”5G非独立组网共有8种不同，用于与4G结合的网络架构。当营运商收入仍然不确定时可以减少投资，这种增量方法从财务角度来看有其意义。
“随着时间的发展，当5G非独立组网不再足以支持新的用例，它最终也是往独立组网的方向演进，而演进的速度，就取决于5G生态的成长情况。”
中国5G冒起美国有压力
随着中国在移动通讯的专利话语权剧增，中国已以领军之姿悄悄然登上5G的竞争舞台。
放眼全球，核心电信网络设备制造商的竞争，美国的公司已经不在其中，取而代之占据主导地位的是华为、中兴、爱立信和诺基亚。
蔡长志博士指出，眼见华为、中兴通讯设备的服务物美价廉，美国本土通讯业感到极大压力，让传统上被视为高新技术公司原产国的美国难以接受。
“美国的忧患背后关乎庞大的商业利益，他们的政治家也意识到，如果中国在5G移动技术领域取得领导地位，这或许会令美国失去数百万个就业机会和竞争力。因此，华为、中兴在美国处处受阻，一般认为这是美国贸易保护主义思想造成的。”
根据美国国际战略研究中心（CSIS）最新发表的一篇文章，5G之争，除了是企业之争，其实也是国家之间在技术发展和经济增长权益上的竞争。
5G的竞争不只是5G网络的投资和部署，也决定未来谁制造、谁设立标准，以及谁掌握知识产权。在竞争日益激烈的技术环境中，在5G竞赛中领先世界的国家都极有可能获得巨大财富和就业机会。“在美国的重重阻扰下，华为、中兴以及中国5G该如何突围，这将是他们需要面对的一大挑战。”
须设立无数通信小基站
在移动通信的历史上，毫米波（Millimeter wave，mmWave，波长为1至10毫米的电磁波，位于微波与远红外波相交叠的波长范围，因而兼有两种波谱的特点）是首次被5G开启的新频带资源。
毫米波最大的缺点是穿透力差、衰减大，因此要让毫米波频段下的5G通信在高楼林立的环境下传输并不容易，而小基站将解决这一问题。
蔡长志博士指出，由于毫米波的频率很高，但波长很短，即意味着其天线尺寸可做得极小，这是部署小基站的基础。
“小基站不仅在规模上要远远小于大基站，功耗上也大大缩小了。可以预见的是，未来5G移动通信将不再依赖大型基站的架构，大量的小型基站将成为新的趋势，它可以覆盖大基站无法触及的末梢通信。”
相比4G基站1至3公里的覆盖半径，5G基站的覆盖半径仅有100至300米，因此每个城市中将部署数千个小基站以形成密集网络，每个基站可以从其它基站接收信号并向任何位置的用户发送数据。
“所以说5G的代价是昂贵的，5G通信的基站密度将是4G基站的5至20倍，光纤用量也将比4G多几十倍。”
毫米波影响健康隐忧重重
5G不像4G或以下的技术，其信号的衍射能力（即绕过障碍物的能力）十分有限，且发送距离很短，需要增建更多基站以增加覆盖率。但是，当基站越多，5G的毫米波是否会像微波炉的微波，影响人体的健康呢？
蔡长志博士指出，5G采用低频（0.6 GHz─3.7 GHz），以及中频（3.7─24 GHz）和毫米波频段（24─71 GHz），而消费者对射频辐射是否会增加癌症肿瘤风险的担忧，已经存在一段时间了。
“根据加州大学伯克利分校的公共卫生教授乔尔莫斯科维茨（Joel Moskowitz）博士的说法，毫米波可能构成一定的危险因素。”
毫米波比微波弱，主要被皮肤吸收。由于皮肤含有毛细血管和神经末梢，毫米波造成的生物效应可能通过皮肤或神经系统的分子机制传播。乔尔莫斯科维茨博士也认为高频带毫米波也许会影响眼睛、睾丸、皮肤、周围神经系统和汗腺。
由于美国当地无线营运商必须遵守该国联邦通信委员会（Federal Communications Commission，简称FCC）的指南，5G所发射的毫米波可能是低强度的。据专家介绍，FCC标准是基于电磁辐射的热效应。换言之，此标准是建立于“如果通讯设备不加热身体，它将不会造成伤害”的假设之上。
“乔尔莫斯科维茨博士说过，几乎没有任何机构针对3G和4G电磁波对人类健康的影响进行研究，5G更不用说了。而他还说，最近一项全面的政府研究显示，终身接触2G手机的雄性大鼠中只属少量辐射，但其中有显著的比例发生癌症或癌前细胞。”
目前为止少有研究重点关注长时间暴露于低强度毫米波中，所将承受的生物效应和危害。虽然研究员已经对低强度毫米波的生物学效应进行了几十年研究，特别是在东欧，但他们的研究结果都不一致，因为这涉及许多因素，包括频率、调制、功率密度等暴露的持续时间，以及被研究的组织或细胞的类型。
换言之，至今为止，科学家依然无法完全确定长期暴露于毫米波对人类和动物的影响。
“因此只有时间才能验证5G毫米波将如何影响我们的健康和环境。除了需监管当局的严格监管，各国政府卫生机构也有必要向公众宣传高频无线电波的不利因素，以采取必要的安全措施。”
报导：潘有文
摄影：受访者提供、123rf.com
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