8K影像、智慧工廠迎向新世代 日本5G專網落地引領智造新里程碑

能力雜誌 2021/04/07 14:15(237天前)


5G專網擁有多項優勢,一方面可獨立運作,不受公共網路壅塞的影響;另一方面亦可確保感測設備聯網的通訊品質,確保物聯網(Internet of Things, IoT)應用的可靠性;另一項重點是,5G專網與公共網路實體隔離,可避免企業機密敏感資料外流。台灣推動5G「專網專頻」政策,規劃4.8至4.9GHz頻段的專網,將提供給人工智慧(Artificial Intelligence, AI)與IoT等相關企業的應用整合平台使用。


文/李世暉 圖片提供/達志影像】


5G專網擁有多項優勢,一方面可獨立運作,不受公共網路壅塞的影響;另一方面亦可確保感測設備聯網的通訊品質,確保物聯網(Internet of Things, IoT)應用的可靠性;另一項重點是,5G專網與公共網路實體隔離,可避免企業機密敏感資料外流。台灣推動5G「專網專頻」政策,規劃4.8至4.9GHz頻段的專網,將提供給人工智慧(Artificial Intelligence, AI)與IoT等相關企業的應用整合平台使用。

日本在2018年思考5G落地應用之際,就已經著手開始規劃企業專網,並於總務省(主管日本電信政策與產業)的「情報通信審議會」中設置專責小組,推動5G專網的相關政策作為。2019年12月,日本總務省開始接受5G專網執照的申請;2020年4月開始,包括東京大學、東京都立大學等高等教育機構,以及富士通(Fujitsu)、NEC等企業組織,鼎力合作取得5G專網執照,進行5G場域的落地實證。

6大產業 申請21張專網執照

從總務省情報通信審議會專責小組企業委員的歷次會議報告內容來看,可以看出日本企業對於5G通訊技術的市場期待。舉例來說,NEC期待5G專網在智慧工廠建置、危險場域的遠距機械操作,以及在延展實境(Extended Reality, XR)上的應用;日立(Hitachi)則是強調鐵路、機場等基礎設施,以及無人卡車的物流應用。

從日本總務省的規劃、日本企業的期待,以及5G科技所具備的「高速率」(下載2小時影片只需3秒鐘,而LTE要花5分鐘)、「低延遲」(相當LTE的10倍能力)與「廣連結」(可同時連接100個以上的終端機,LTE只能同時連接數個)特性來看,初期企業對於5G的需求程度,被認為高於一般消費市場。因此,日本於2020年3月25日開啟5G的一般電信服務後,即同步啟動5G專網的服務。換言之,日本的5G落地應用,初期可說是以專網為重點。

到2020年底為止,日本共有21家業者取得專網執照。這21家業者在5G專網服務的運用上各有所側重,其中有線電視業者佔了7家居冠,分別是秋田有線電視、JCOM、栃木有線電視、富山有線電視、ZTV(三重縣)、愛媛有線電視與CNCi(名古屋)。這些有線電視業者正計畫以5G作為有線電視的最後一哩路,推出8K影像服務。

位居第二的是製造業者,共有6家,分別是富士通、NEC、精密機械(Hibiki)、日立製作所、日立國際電氣與Toshiba Infrastructure Systems。製造業導入專網的重點在於推動智慧工廠與IoT的應用。

第三則為通訊業者,分別是運用在智慧農業與職業運動場域的NTT、與九州工業大學進行產學合作的QTnet(福岡),以及建置智慧辦公環境的GMO Internet。

第四類為大學與地方政府領域,各有2家,包括東京大學、東京都立大學,以及東京都、德島縣。這2所大學申請5G專網執照的用途,主要是為了進行各種技術與服務測試,而地方政府則是用來測試中小企業的5G營運管理環境。至於在企業諮詢機構中,目前唯一取得專網執照的野村總合研究所(Nomura Research Institute, NRI)申請專網的目的,主要是研究與分析5G可能衍生出的創新業務。

落地實測 監控、畜牧、救援

時間再推進至2021年,日本的5G科技將更聚焦在下列6類業務服務的測試上。

1. 農漁業的生產與管理

農機用具的自動運轉與遠距操作、農業技術的圖像化、水下無人機的遠距操作等。

2. 醫療與健康管理

在偏鄉地區實施遠距診療、在城市醫院進行高精細醫療影像的即時分享。

3. 文化、觀光與運動

在旅遊景點測試多人擴增實境的眼鏡、旅遊景點的4K影像即時推播通知。

4. 智慧工廠

目視檢查的自動化、多輛自動搬運車(Automatic Guided Vehicle, AGV)的即時遠距操控。

5. 交通運輸

包括自駕車的即時遠距監控、車體與道路檢查的遠距操作。

6. 災害與犯罪預防

包括視覺化的即時河川水位變動監控、特定設施的人流即時監控。

至於5G已實際落地應用的具體事例,有3個案例值得分享。首先是由NTT、愛媛大學、住友重機搬送系統與淺川造船合作的造船廠吊車業務。淺川造船是擁有450名員工的中型企業,每年可製造總噸數8萬噸的新船。過去在淺川造船廠進行吊車搬運業務時,由於駕駛座的死角非常多,要依靠聲音指示進行吊車操作。現在藉由NTT的5G平台,以及愛媛大學提出的影像監視系統,可即時傳遞精細影像給駕駛員,消除作業上的死角,確保安全的作業環境。

其次是KDDI(au)、國際電氣通信技術基礎研究所、早稻田大學與北海道十勝村上牧場合作,進行提高酪農生產效率的5G服務。村上牧場飼養約300頭乳牛,員工數為15人。雖然在規模上屬於小型牧場,但因員工數過少,使得員工的照顧與檢查業務極為繁重。目前村上牧場採用設置4K監視器,將高精細影像透過KDDI的5G平台即時傳給工作室的員工的作法,讓牧場員工可透過耳標號碼,一方面可快速識別出不同號碼的乳牛以及其所在位置,另一方面也可依需求來隨時監視特定乳牛(例如:健康狀況有異、情緒不穩等)。此一5G落地應用後,不只大幅減輕牧場員工的業務負擔,也提昇牧場的管理效率。

最後是KDDI、信州大學與中央阿爾卑斯株式會社合作的守護登山者系統。位於長野縣的木曾山脈,被稱之為中央阿爾卑斯,每年吸引約5萬名登山者,雖然該山脈的最高峰不及3,000公尺,但每年因積雪或融雪濕滑導致的山難事件層出不窮。因此信州大學推出以無人機搭載擴音器與4K數位相機的巡邏方式,再透過5G平台運作的即時影音傳遞,可協助搜救遭遇山難的登山者並掌握其所在地。

總的來說,於2021年正式開啟的日本5G落地應用有2個重要特色。第一,著重推廣以企業需求為主的5G專網;第二,與地方創生政策結合,利用5G解決地方課題。然而,目前日本5G專網能否普及的關鍵,主要在於中小企業是否能支付高額的設備建置費與電信費用。

專網市場規模 2025年增逾23倍

目前5G的2種組網類型中,獨立組網(Standalone, SA)的價格較高,但傳輸速率相對不受限制;4G和5G基地台並存的非獨立組網(Non-Standalone, NSA),成本較低但傳輸速率受到限制。即便如此,中小企業的NSA建置費用,也要花上數百萬日圓。在電信費用上,1台移動型通訊模組每年要繳370日圓的費用。中型規模的企業在工廠進行自動化生產管理時,保守估計必須設置數萬台移動型通訊模組。如此一來,企業每年的電信費支出接近千萬日圓。

由於設備建置與電信費用支出的成本高昂,再加上5G專網必須聘僱專業人才進行維護與管理,在在降低了日本中小企業導入5G專網的意願。有鑑於此,Panasonic、富士通等大企業,也開始為日本中小企業提供5G專網的專業服務,並將初期的建置費用壓低至100萬日圓,每年的電信費用為40萬日圓,以企業服務方案來協助推動5G專網普及,也可望帶動新的資通訊業務市場。矢野經濟研究所即預測,日本5G專網服務的市場規模,將從2021年的20億日圓,快速成長至2025年的470億日圓,飆增23.5倍。

反觀同樣積極發展5G專網的台灣,目前仍以電信業者結合製造業大廠的合作為主。例如:中華電信與日月光、遠傳電信與台達電的合作等。若以日本的發展脈絡來看,5G專網的普及與否,中小企業應扮演重要角色,若在此發展趨勢下,提供中小企業5G專網服務的業務,未來將更能創造出新的經濟價值。(本文作者為政治大學國際事務學院教授)


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