隨著衛星通訊技術突破,行動通訊訊號覆蓋率得到大幅提升,推動全球行動通訊網路進入全覆蓋時代。為協助臺灣通訊產業打入國際市場,搶占衛星通訊藍海,工研院「衛星與5G通用軟體調適基地台技術」,如同阿米巴變形蟲一般,具有適應多元通訊應用的靈活性,榮獲2024全球百大科技研發獎。
隨著5G通訊技術愈趨成熟,開拓出AI人工智慧、車聯網、智慧城市等多元化創新應用,為了加速技術突破並降低營運成本,全球電信商力推開放性無線電接取網路(Open Radio Access Network;O-RAN)架構,打破過往由少數電信設備品牌大廠壟斷的市場,帶動電信設備白牌化,讓服務供應商能夠更靈活地選擇商用現貨硬體設備,搭配開放介面的通訊軟體架構網路系統。
5G O-RAN市場成型後,不僅助力擅長代工製造的臺灣通訊產業發展白牌化設備,「開放靈活的生態系及傳輸介面,也促使行動通訊網路逐步從硬體走向軟體定義,這將是臺灣打入國際通訊產業鏈的好時機。」工研院資訊與通訊研究所組長許仁源表示。
低軌衛星突破訊號覆蓋瓶頸 邁向B5G時代
然而,受限地面基地台布建不足,使5G普及化的進程受到限制。為了解決訊號覆蓋率問題,特斯拉創辦人伊隆•馬斯克(Elon Reeve Musk)自2019年開始構築星鏈計畫(Starlink),旗下的太空服務公司SpaceX在5年間陸續發射6千多顆衛星至地球低軌道,打造非地面系統的衛星通訊。
衛星通訊突破原本地面通訊無法覆蓋所有區域的瓶頸,使位處沙漠、飛機、海上,或者偏遠山區的使用者,只要能看見天空,就得以透過通訊設備直連衛星,獲取高速網路服務。
隨著民間企業相繼投入衛星通訊領域,大幅降低布建成本,結合5G O-RAN通訊技術的應用,促使行動網路達到陸、海、空全面覆蓋無死角,打響5G邁向B5G(Beyond 5G)時代的第一槍,也為通訊產業開啟全新競爭賽道。
但如同早期RAN市場,目前衛星通訊處於少數領頭大廠互相競逐的戰國時代,紛紛自訂通訊規格,彼此互不相容。為協助臺灣通訊設備產業搶先布局衛星通訊藍海商機,工研院早在全球行動通訊標準組織(3rd Generation Partnership Project;3GPP)制定出第一版衛星通訊標準協定之前,於2021年即攜手聯發科投入3GPP非地面通訊技術的基地台系統與使用者介面開發,今年更以「衛星與5G通用軟體調適基地台技術」榮獲「2024全球百大科技研發獎」肯定。
研發前瞻通訊技術助產業打入國際
因應O-RAN開放架構下軟體定義的趨勢,工研院研發之衛星與5G通用軟體調適基地台技術,英文名「Ameba RAN for NTN/TN convergence network」,以變形蟲阿米巴命名,象徵其可針對不同硬體設備、場域情境進行變形與適用,打造出融合地面與非地面行動通訊網路的完整解決方案,具有高度前瞻性。
許仁源表示,「服務供應商不用更動既有硬體設備,藉由此通訊技術便可以驅使手機直接連上衛星通訊,感受陸海空3D通訊無死角的高速連網,也可以適用於工廠智慧製造系統,甚至是藝文產業的AR、VR表演等,相當多元靈活。」
非地面的衛星通訊屬於嶄新領域,因此在研發此通訊技術時,團隊遇到不少挑戰,例如需要考量衛星移動速度過快、距離遙遠導致訊號干擾與延遲、衛星方向角度等。加上當時3GPP尚在訂定衛星通訊的標準規範,團隊必須在無範例可參考的情況下進行研發,「這相當於從0到1的突破,不僅要對於核心技術、可能的標準規範擁有高度掌握,也要逐一驗證內容的適用性。」許仁源說明。
臺灣雖擁有完備的通訊設備產業鏈,但過往以代工為主,主要商機皆被大廠掌握,隨著白牌化商機、衛星通訊市場競賽的開展,以及歐美大國傾向切割紅色供應鏈的局勢下,此項前瞻性通訊技術,將有助於臺灣建構完整的O-RAN產業鏈,打進國際衛星通訊生態系,開創更多嶄新應用。
該技術目前已分別在國內外展開場域測試。在國內方面,與臺灣最大電信商中華電信合作,直連中華電信衛星系統,擘畫臺灣B5G衛星通訊服務,導入5G行動裝置直連衛星的應用;在國外方面,聯發科也導入該項技術,與國際生態系夥伴進行場域測試,未來將朝商用化方向走。許仁源期待表示,目前行動通訊市場正在往6G移動,此技術屬於6G的先導技術,將能協助臺灣通訊設備產業布局衛星通訊領域,迎向6G未來。
(本文由工業技術與資訊授權轉載)