大带宽、低延迟、大链接 (高容量)，是大家都能朗朗上口的三大 5G 卖点；其中，＂低延迟＂是泛称工业物联网 (IIoT) 众所瞩目的关键能力，3GPP R16 版本亦提出借助＂高精密时钟＂，将 5G 和＂时间敏感网络＂(TSN) 集成的概念——基于 5G 超可靠低延迟通信 (uRLLC)，满足 TSN 架构的四大功能需求：时间同步 (Time synchronization)、低时延传输、高可靠性和资源管理。此前，已有采用 IEEE 1588 精确时间协议的＂封包网络频率同步＂技术实现 TSN 的权宜之法，但从根本溯源：所指涉的＂时间＂或＂时钟＂，该以什么为基准？
没有＂时间同步＂，何谈＂关键任务＂？
优北罗 (u-blox) 商业开发经理陈智明肯定地说：从卫星读取＂原子钟＂绝对是最佳解方！原子钟乃利用电子转变能级时所释出的微波信号及原子共振频率标准来计算并保持时间准确，是目前已知最精准的时间测量和频率标准、也是国际时间和频率转换的基准。他强调，有别于 4G 较关注频率、频段，5G 更重视时间同步，这对于自驾车、无人机和工业自动化安全等＂关键任务型＂的 IoT 应用至关重要。为此，国际电信联盟电信标准化部门 (ITU-T) 着手制订 G.827x 系列标准以满足对于时间精准度的要求，确保以太网络系统能对抗变动的传输延迟。
照片人物：u-blox 商业开发经理陈智明
其中，T-REC-G.8272 明确将＂基准主时钟＂(PRTC) 的时间误差要求分为＜100ns (PRTC-A) 及＜40ns (PRTC-B) 两个层级。因应市场需求，精通定位、蜂巢和短距通信的 u-blox，也备有可接收卫星原子钟读数的＂高精准度时序模块＂(Timing Module)，主流产品已达+/-20ns定时精准度，顶级产品甚至可做到+/-5ns定时精准度。陈智明指出，以分布单元 (DU) 和中央单元 (CU) 部署下世代＂前传网关＂(Fronthaul gateway) 是 5G 通信的重点项目，而 CU 和最前端的无线电射频单元 (RU) 皆须用到＂高精准度时序模块＂，才能确保整个系统的时间同步符合规范。
图1：＂时序模块＂主要用于无线电射频单元 (RU) 和分布单元 (DU)
资料来源：u-blox 提供
O-RAN 打破产业陈规，为＂时序模块＂开启新商机
陈智明解释，以往此类时序模块通常内嵌在 RU 或 DU 处理器中，但 O-RAN (开放式无线电接取网络) 全新商业模式，将打破这样的默契，为时序模块创建了作为单独产品销售的商机。据他实地访查，由电信运营商发起的 O-RAN，旨在终结 4G 封闭式通信设备时代，有机会复制白牌 (White Box) 服务器的成功经验；而 O-RAN 厂商普遍认为企业专网是 5G O-RAN 可优先切入的场域。企业及电信运营商已于 2021 年第一季度陆续进行企业专网的概念验证 (POC) 测试，以高科技制造业、工业及大型医疗院所最为积极。
网络技术因具备云台化、虚拟化等特性，有利基站接口开放及标准化，不再像传统系统那般封闭，电信运营商不须再依赖爱立信 (Ericsson)、诺基亚 (Nokia) 或华为等传统电信设备业者购买设备。然而，尽管蜂巢式技术提供了易于整合、灵活性和高效能的特点，但运营技术 (OT) 管理者却因需依赖第三方业者提供相关服务，所衍生的责任、安全性和隐私风险而感到迟疑。
图2：5G 企业专网的四大建置类型
资料来源：u-blox 提供
减少同步主源时间差，提升网络性能＆稳定度
陈智明直言，企业通常会依当地频谱分配状况，结合自身对蜂巢式网络基础架构完全所有权、服务质量 (QoS) 需求以及本身技术专长，平衡利弊而选择何种方案。企业网络布建属于基础设施，关系到企业长远的运营利益，主要考虑在于谋求所选用的模式和频谱能尽可能覆盖到更多、更广的服务类型，以及未来至少 20 年的规范变动。当中，门坎最高者当属 5G 独立组网 (SA)，其核心网络架构能为工厂厂区运作提供完全隔离的移动通信网络，并承担基础架构的完全所有权和责任，是对安全性、隐私和控制要求高的 OT 公司的首选架构。
建置整个网络需要深厚的专业技术储备，因此，工业界对于采用蜂巢式技术来自动化其厂区、供应链和其他作业流程往往抱持谨慎态度；透过显著减少与网络同步主源的时间误差，能帮助电信运营商与终端用户大幅度提高网络性能及稳定度。u-blox 提供企业专网设备校时不可或缺的多频、高精准度 ZED-F9T-10B、LEA-F9T-10B 时序模块，以及 RCB-F9T-1 时序卡，可同步支持 L1/L5 GNSS 信号，能补偿＂所有＂GNSS 卫星星系的电离层误差，且无需外部 GNSS 校正服务，便能把晴朗天空下的时序误差降低至＜±5ns。
随着卫星星系在 L5 频段的传输信号接近完成，L1/L5 组合成为可行选项，以便与现有 L1/L2 产品互补。ZED-F9T 还具备完整的安全机制，可强力防止黑客的恶意攻击；搭配 u-blox ANN-MB1 L1/L5 多频天线，还有助于为工业导航、机器人、无人机和农业设备提供实时且精准的定位。u-blox ZED-F9T-10B、RCB-F9T-1 和 ANN-MB1 的工程样品将于今年 5 月开始供应，LEA-F9T 将于稍晚就绪。
图3：新式 L5 信号属于受保护的 ARNS (航空无线电导航服务) 频段内，不易受 RF 干扰、可提供更佳效能，尤其是在大楼林立的都会区
资料来源：u-blox 提供
企业专网成 5G 练兵场，uRLLC 商用今年初见成果
u-blox 技术策略主管 Sylvia Lu 补充，企业专网在 5G 出现前就已被公用事业 (utilities) 和石油等行业采用；据 GSA 统计，65% 现有专网是由 LTE 网络构成，28% 循 5G 网络。目前，德国、中国、美国、日本许多企业和运营商都在探索 5G 企业专网的需求和部署，这个过程的快慢，很大程度取决于各国对 5G 专网频谱的开放度。从 GSA 现有数据来看，制造业是领头羊，先行应用主要借力于 5G 第一阶段落地的增强型移动宽带 (eMBB)，实现 AR/VR 远程和虚拟操控，以及大规模物联网 (mMTC) 将大量 IIoT 传感器连接到企业云台。
照片人物：u-blox 技术策略主管 Sylvia Lu
Sylvia Lu 剖析，企业专网迄今未见普及的原因很多，频谱释出就是掣肘之一；而各国开放频谱段的多样性会加大终端设备射频配置的复杂度，难以发挥规模经济。另一方面，协同机器人等低延迟、高可靠性的工业应用需用到 5G 第二阶段 3GPP R16 制订的 uRLLC 技术，今年应有商业设备问市，届时将看到更多测试平台和试验项目，但企业专网放量恐需待数年后。不过，COVID-19 无意中推升了企业数字化速度，随着更多基于 3GPP R16 和 R17 技术标准和产品的成熟，5G 企业专网／非公共网络的建置在接下来两年内会更加速前进。
