兩廳院5G技術應用實務工作坊側記：通訊技術的未來，5G技術的架構發展與應用

文：黃上容

國家兩廳院（以下簡稱兩廳院）從2018年開始開始了數位轉型，從內部的劇場展演系統、場地租用申請服務，一直到外部售票系統的建立，積極進行一連串的改變。近三年的疫情更進一步加速兩廳院在科技與藝術創作上的融合，思考如何讓兩廳院為表演團隊最強而有力的支援與後盾。

為了將積累的製作經驗轉化成實際應用的工作方法，同時梳理台灣科技表演藝術的現況，兩廳院於8/24（四）起至9/1（五）為止，於國家戲劇院交誼廳及實驗劇場舉行「科技表演藝術系列講座」及「5G技術應用實務工作坊」。

除了分享5G技術使用、空間運算、虛擬成像、多機轉播與燈光控制等技術主題交流外，更藉由講座梳理台灣科技表演藝術的現況與發展。系列講座並與數位藝術基金會合作側記，希望能為劇場的數位化歷程留下文字足跡。

在數位化的時代，通訊技術不斷進化，而5G技術正是其中一個引領潮流的關鍵。本文統整台灣可億隆技術總監符文華及中華電信5G專案測試組組長汪致瑋的分享，探討5G的基礎架構，包含其特性、模式以及各種使用情境，以及進一步瞭解5G專網企業的應用案例，期望能對5G建構有更全面的了解。

通訊時代的變遷：從1G到5G

回顧行動通訊的發展歷程，從最早使用預付卡的王八機和一般攜帶型電話，到2G、3G、4G，直至現在的5G，通訊變革是如何產生的？

首先，王八機是類比通訊的代表，它容易被非法操作，用來盜拷他人的行動電話序號和內碼，且通訊容量有限；而2G引入了數位通訊，提高通訊品質並強化加密，解決盜拷的問題，也可以在相同的頻譜裡容納更多用戶，提供更好的通訊品質。

然而，2G也有其問題，儘管通話品質提高，但上網速度緩慢，因為當時的通訊主要是以語音為主，並未考慮數據傳輸。當網路興起，人們很快地便發現手機無法快速上網，此現象促使3G問世，引入無線網路通訊技術（General Packet Radio Service，簡稱GPRS），加快上網速度。

進入3G時代後，通訊網路更重視數據的傳輸，並增加了相應的處理設備，以當時而言，最具代表性的應用手機便是黑莓機（BlackBerry），因為它強化了數據傳輸，讓使用者能夠更順暢地使用電子郵件和數據服務。也因如此，3G時代裡電子郵件成為最主要的應用項目。

之後，隨著4G的推出，每個人幾乎都能輕鬆上網，無論是查看電子郵件、文字訊息、影音內容，甚至是傳輸大量檔案，都可以在4G網路上迅速實現。而5G通訊技術具備大頻寬、多連結和低延遲等特性，能更強力的支援用戶體驗和多種應用程式。符文華提到，目前業界已經開始討論6G和7G，並且因為地面上可蓋基地台的空間已剩不多，因此6G將通訊擴展到太空，即低軌衛星通訊。

5G的特性：大頻寬、低延遲和多連結

在兩場講座裡，符文華和汪致瑋皆解釋了5G大頻寬（Wide Bandwidth）、低延遲（Low Latency）和多連結（Multi-Connectivity）的特性：

大頻寬 指5G網路提供更多的可用頻譜，這意味著更多的無線頻率範圍可供通訊使用。當頻寬增加，進而實現更高的數據傳輸，大頻寬的特性能使5G同時連接更多項設備，如高解析度的影音串流、虛擬實境和物聯網設備通訊等。

低延遲 指5G網路實現了極低的數據傳輸延遲。「延遲」是數據從發送端到接收端的傳輸時間， 而極低的延遲度對於許多應用至關重要，特別是需要即時互動如遠距手術、汽車的自動駕駛、即時連線拍賣、多人線上遊戲等。

多連結 指5G允許一個設備同時連接多個無線接入點（例如基地台或Wi-Fi），以實現更高的連接性和效能。這是5G在實現智慧城市、物聯網、自動化和其他新應用的一個關鍵特性。

5G通訊架構的元素和功能

符文華也進一步延伸解釋5G的通訊架構。5G網路的架構由核心網路、用戶終端裝置（Customer Premises Equipment，簡稱CPE）、無線接取網路（Radio Access Network，簡稱RAN，即基地台相關的電信設備）等組成，為不斷增長的通訊需求提供了支持。

「核心網路」是5G通訊架構中的主要部分，它負責管理和控制5G網絡中的各種通信和數據傳輸，並提供支援各種高效的通訊服務，包括語音、文字、影音、物聯網（Internet of Things，簡稱IoT）等。

「用戶終端裝置」亦在專網中扮演重要角色，它是一種中繼器，可以幫助那些不具備5G模組的設備（如攝影機和AR、VR設備等）進行網路連接。

「無線接取網路」則負責無線通訊部分，通常可見於建築物上的天線，負責將5G服務傳輸到使用者設備（UE，如手機、電腦），並提供通訊和數據傳輸等各種服務。

符文華特別解釋，儘管通訊常被認為是無線的，但實際上，無線通訊主要存在於用戶和基地台之間，而基地台後面的核心網路和應用服務器多數是有線的。

最後，使用5G專網服務需要一張SIM卡，用於識別用戶並進行身分驗證，這是確保通訊安全的重要步驟。如果某些設備無法插入SIM卡，可以使用。

「用戶終端裝置」作為中介設備，它可以插入SIM卡並連接到5G網路，充當設備的接入點。一旦設備啟動，它將連接到網路，進行認證，確保SIM卡的合法性，然後開始進行上傳或下載數據。

專網與公共網路的差異