IIoT 數位轉型 企業專網 LPWA 5G

加速工業物聯網數位轉型 企業專網發展頻譜運用成關鍵

2021-02-27
在COVID-19疫情的催化下,打造虛擬企業環境的意識不斷升溫,促使工業物聯網轉型迫在眉睫,作為數位轉型的關鍵推手,企業專網的角色愈趨重要,其頻譜運用的方式與規畫,更成為實現企業專網發展的重要環節。

 

企業專網正處於行動通訊技術轉型的關鍵階段,以往企業網路大多基於Wi-Fi、低功耗廣域(LPWA)通訊技術(如Zigbee、LoRa),或是電信運營商的公共行動網路達成區域性或者是廣域的企業應用。而2020年基於5G技術的逐漸成熟及一些先進國家對於企業專用頻段採取開放的態度及頻率發放的規畫,整體環境逐漸有利於企業運用5G技術來發展更高頻寬的專頻專網之企業應用。

白牌供應鏈躍躍欲試 專網頻譜迎來新商機

事實上,台灣行政院已規畫4.8~4.9GHz頻段作為5G專網頻譜,最快2021年將開放頻譜申請。u-blox商業開發經理陳曉誾(圖1)表示,4.8~4.9GHz已經開放業界申請進行場域實驗,相較於採用電信營運商得標的商用5G頻譜,企業採用4.8~4.9GHz頻段作為5G專網不僅可減少頻段干擾,也可降低企業對資安外流的疑慮。

圖1  u-blox商業開發經理陳曉誾表示採用4.8~4.9GHz頻段,將有助於強化企業網路的安全性,並降低傳輸干擾問題。

從業界實際申請的試驗場域來看,工研院資訊與通訊研究所整合性網通應用系統組組長蔣村杰(圖2)分析,基本上有企業IT建置能力的系統整合(SI)廠商,大多有能力進行企業專網的部署,實際而言在4.8~4.9GHz試驗場域中也大多為SI廠商布建企業專網,與此同時SI廠商也開始跨足網通設備領域,除了扮演場域建置角色之外,可以開始進行技術導入,並與網通廠合作生產出需要的設備。

圖2  工研院資訊與通訊研究所整合性網通應用系統組組長蔣村杰認為系統整合商與網通業者現正積極轉型,期能拓展自身在企業專網的競爭力。

相反地,網通設備廠也積極轉型SI角色,藉此擴大其商業布局規模,從產品製造、生產,延伸到系統整合、場域建置等範圍。在這之中最大挑戰在於實現端到端的串聯、對電信業的通訊協定熟悉度和專業度問題,以及過去在場域整合的經驗較為缺乏,需重新培養其FAE(Field Application Engineer)的人才。

實際上,台灣不少網路設備商已著手設計可支援此頻段的網路設備,尤其在5G無線接取網路(RAN)的設備上,網路技術因具備雲端化、虛擬化等特性,有利基地台介面開放及標準化,不再像傳統系統那般封閉,電信營運商不須再依賴愛立信(Ericsson)、諾基亞(Nokia)或華為等傳統電信設備業者購買設備,轉而可攜手第三方白牌設備供應商,如廣達、工業富聯(Fii)與英業達等廠商,共同推動介面開放及標準化並搶攻市場,這是台灣業者切入5G市場的絕佳機會點。

這種白牌設備商機來自於O-RAN發展的影響。台灣大哥大企業產品暨營運管理處副處長魏政賢表示,5G專網屬於新興市場,其建置成本高反而為O-RAN帶來新的發展機會,特別是專用頻譜的制定,實為加速O-RAN發展的重要催化劑,如果白牌設備商能提供符合資安規範、電信監察,且克服各種設備互通性問題的方案,將大大提升自身產品競爭力,為其開拓新的市場營收機會。

富士康工業互聯網副總經理霍大偉(圖3)補充,受惠於許多OEM廠商在RF基站設計和製造方面擁有豐富的經驗,使得台灣在藉由企業專用5G網路獲致成長方面處於有利位置。O-RAN網路是企業專網中的一個大趨勢,它允許新的參與者有機會進入5G市場,並增強其在整個價值鏈中的地位。該公司致力於提供端到端解決方案,同時也在全球和台灣市場開發當前的企業專網。O-RAN網路現在成為市場趨勢,因為它有助於節省30%以上的部署成本。

圖3  富士康工業互聯網副總經理霍大偉提出台灣在5G專網建置上擁有RF設計和製造上的優勢,搭配O-RAN趨勢將更進一步鞏固台廠在整個價值鏈中的地位。

不僅如此,O-RAN生態系統提供了一個開放的平台,所有供應商都可以製造零件和設備,並可以按照O-RAN規範加入市場。這種趨勢將帶來更多參與者,以創造更好的競爭並改變商業模式以激發產業活力。大型SI廠商將會扮演更重要的角色,因為它們有助於將私有網路帶給大型企業客戶。

各國專頻部署全面啟動

除了台灣以外,世界各地為專用網路部署分配射頻頻譜的努力突顯了快速部署專用網路的重要性。目前來看,不管是德國、中國、美國、日本,有很多企業和營運商都在探索基於5G的企業專網需求和部署,這個探索過程的快慢,很大程度上是取決於各個國家對5G專網頻譜的開放度。2020年自德國聯邦經濟事務和能源部開放3.7~3.8GHz的專網申請,已經有超過80家企業和研究機構申請,從公開的數據可以看出,申請企業不乏一些全球領先製造商,比如博世(Bosch)、ABB等。

亞旭電腦總經理室特別助理周明峯(圖4)分析,美國與德國開放了最成熟的n78頻段,在sub-6G的場域應用上即能領導戶外型企業專網的產業應用,至於毫米波(mmWave)頻段的應用會比較適合在室內小場域的應用,但是網路架構上需搭配4G頻段作錨點頻段(Anchor Band)的NSA架構,應用上比較受限,故北美的網路應用初期是做FWA(Fixed Wireless Access)場景之無線取代有線的最後一哩應用(表1)。

圖4  亞旭電腦總經理室特別助理周明峯認為毫米波應用適合於小區域的室內場景使用,同時還需搭配4G網路擴展其傳輸的覆蓋範圍。

頻譜是有限的無線資源,只要能有公平的頻譜使用,能有更多頻譜為創新應用做準備是很好的事情。事實上,許多企業應用對於上行傳輸的需求多於下行,因此專用頻譜相對較有效率。同時必須規畫專網所需要的網路部署及營運管理的知識和經驗,才能在企業應用中獲得成功。

霍大偉表示,倘若企業能輕鬆地應用頻譜,將能促進所有市場中5G部署的發展。毫無疑問地,新頻譜為許多供應商帶來了新機遇,例如專用的LTE頻段(n48,民用無線服務頻段(CBRS))將數據保存在本地,並帶來高安全性,透過使用此頻段,可以客製並優化應用程序服務。

明泰無線寬頻事業線產品規畫及管理處處長劉偉德(圖5)表示,今年基於全球及台灣對於企業頻段的進展,許多地方政府、系統供應商及整合商及企業都積極推動及投入開發5G相關專網設備及應用服務,而台灣的網通、伺服器及系統整合服務等廠商基於深厚的網路通訊及資訊技術的產品開發能力已經立於有利的市場位置來提供相關的產品及方案。

圖5  明泰無線寬頻事業線產品規畫及管理處處長劉偉德表示全球產官學界正積極規畫與布署企業專網建置,而台灣正位居企業專網建置的有利位置。

專頻專網是機會也是挑戰

企業的專頻專網模式為台灣帶來許多商機,同時也帶來一些挑戰。從全球整體企業專網角度來看,周明峯指出,4.8~4.9GHz所在的頻段,在全世界5G通訊頻譜上非熱門頻段,亦即產品市場要達到成熟開發時程會比較慢,不利於政府帶動產業發展,所以在初期的智慧應用POC場域,都是申請產品較快成熟的n78頻段來當成實驗頻譜,台灣因為五大電信業者用天價標得5G商用頻譜,希望專用頻譜不要太快釋出來競爭專網市場,但是這樣就會削弱扶植網通業者打國際盃的競爭能力,所以在場域應用上,頻譜的不確定性延緩了企業專網市場成熟化的進程,畢竟設備投資需要有長遠規畫,必須政策與技術同時到位,這也是台灣面臨到的難題。

從整體產業成熟度來看專頻發展,正如上述所言,4.8~4.9GHz頻段產業鏈發展尚未到位,仍需一些時間讓生態系統更加完善。此外,台灣與國外的網路規畫上,從一開始就有明顯的差異性。台灣網路覆蓋高達99%,有完整的網路建設,而多數推動專頻的國家,無論是德國或日本,將發展的專頻網路稱為地區網路(Local Network),也就是說這些國家的大企業通常是在偏僻地區建設工廠,電信網路覆蓋率不高,企業主在無電信商的網路支援下,有其自行建立網路的必要性,反觀台灣對於自行架設企業專網的剛需則較疲弱。

誠如上述所言,企業專網專頻帶來的商機誘人,吸引相關上下游產業鏈投入其中,然而後續在企業專網建置過程中,其設備間的相容性、網路布建規畫的完整性,甚至是實際操作與維護的問題將一一浮上檯面,不僅需要時間與經驗的積累,更需產業鏈之間的合作溝通,方能為台灣企業專網相關供應鏈開啟新的發展契機。

 

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