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打造 5G 開源核心網路,為臺灣開創通訊一條龍

110/12/23 瀏覽次數 476

陽明交通大學資訊學院陳志成院長專訪

當大家開始大量使用美食外送平台 foodpanda 及 Uber Eats 的服務,可能沒有特別注意到,這是因為 4G 結合手機定位功能,才能打造完善的平台服務;2020 年起臺灣全面進入 5G 世代,愈來愈多民眾開始享受 5G 服務,但5G除了傳輸速率更快以外,對我們的生活會產生何種翻天覆地的改變?

我們特別專訪開發出全球第一套開放原始碼 (Open Source) 5G核心網路軟體free5GC的陽明交通大學資訊學院院長陳志成,以他橫跨學界與業界的豐富經驗,不只為我們解析5G的技術優勢及應用領域,也將闡述5G核心網路對臺灣產業的重要性;以及年輕學子應如何從5G的發展趨勢中,找到適合自己的職涯方向。

陳志成

交通大學資訊學院院長陳志成領導團隊,開發出全球第一套開放原始碼的5G核心網路軟體free5GC。圖/呂元弘攝

5G 更快的傳輸速度擴大應用層面

「過去從1G到4G,主要都是服務『人』,到了5G世代,服務對象多了形形色色的機器。」陳志成一語道破5G與過去幾代行動通訊技術的最大差異。

5G 不僅擁有比 4G 快出約100倍的網路傳輸速度,更擁有低於 1 毫秒的網路延遲,且可支援上萬裝置的連結,這些特性讓5G帶來通訊網路架構的革新,也創造出更多元創新的行動網路服務,更多的物聯網、車載、穿戴式裝置都將加入到5G網路中。「不管是路上的車輛、智慧工廠中的機械手臂、遠距醫療的手術刀,都得靠5G的技術優勢才得以完整實現。」陳志成這麼說。

他進一步舉例,現在醫療機構在傳輸病理切片影像時,因為有些檔案可高達10GB,經常傳了一分鐘還沒有成功,讓醫生等得不耐煩,後來乾脆採用傳統的燒製光碟方式再交給醫師讀取,這時就很需要5G的高頻寬;又如汽車行駛在馬路上,與其他汽車、道路基礎建設之間,如可透過超低延遲的5G來溝通,就能掌握彼此的位置及距離,甚至在事故發生之前即時警告,提高行車安全與便利。

和4G相比,5G對我們的生活產生的影響會更大。陳志成解釋說,5G不再只屬於電信通訊產業,其與任何產業都有關係;例如教育產業可透過5G實現更完整的遠端教學,讓學生擺脫學習時間與空間的限制;在醫療產業,過去基於安全考量未能實際應用的遠端外科手術,也因為超低延遲的5G未來得以成真;一般民眾因為疫情無法線下交流,也可透過5G支援的擴增實境/虛擬實境(AR/VR)技術,就像實體互動一樣真實。

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陳志成指出,5G不再只屬於電信通訊產業,其與任何產業都有關係。圖/Pixabay

不只做手機、基地台,臺灣也能自製核心網路

從4G邁入5G,技術架構與應用層面都產生巨大的變化,也讓核心網路的重要性日益受到關注。

用手機打電話或上網,背後所運用到的技術可統稱為「通訊系統」,通訊系統可大致分為三部分,分別是「終端(手機)」、「基地台」與「核心網路」,而「核心網路」相當於是整個通訊系統的地基,當核心網路串聯基地台後,才能處理終端發出的請求,或連結其他網際網路資源。

5G核心網

5G核心網路運作示意圖。圖/free5GC

「一般民眾只注意到手機終端與基地台,但背後的核心網路在5G時代扮演關鍵角色。」陳志成強調,5G時代核心網路不僅負責資料傳輸、安全認證、行動漫遊等功能,更可透過軟體化、虛擬化等技術,滿足高客製化、多元化的應用需求。

不過,在整個通訊產業鏈中,過去20多年來臺灣僅在手機及終端裝置較有著墨,進入4G世代後才開始有較多臺廠投入小型基地台,至於在核心網路方面則是一直缺席,一旦基地台需要與核心網路進行介接測試,往往必須看諾基亞(Nokia)、愛立信(Ericsson)、華為等國際大廠的臉色,讓臺灣廠商頗有怨言。

所幸由陳志成帶領的通訊服務與軟體研究中心(The Communication Service/Software Laboratory;CS Lab),獲得科技部支持,歷經多年研發,於2019年開發出全世界第一套完全依照3GPP R15標準的5G核心網路開源軟體free5GC,可應用於多元的5G專網應用場景,讓核心網路不再成為臺灣5G產業鏈的致命傷,也補齊了最後一塊關鍵拼圖。

成立新創公司禾薪,瞄準5G專網商機

事實上,陳志成從 1998 年取得美國紐約州立大學水牛城分校資訊工程博士後,就加入前身為貝爾實驗室(Bell Labs)的 Bellcore (後更名為Telcordia Technologies),專注於核心網路的研發,從 3G、4G 一路做到 5G,至今已有超過 20 年的時間。

讓他大感意外的是,free5GC 推出之後,在業界獲得的迴響比學界更多。由於深刻感受到業界對核心網路的高度需求,加上政府、學校都非常鼓勵其成立新創公司,因此該團隊在 2021 年 4 月成立了禾薪科技,並以布農族語的玉山(Saviah)為公司英文名,藉以凸顯是來自臺灣的技術。

「這次創業其實不在我原先設定的人生目標中,但我們認為以公司型態運作,比實驗室更有資源與能力來支持合作夥伴!」陳志成說出其步上創業之路的背後動機,「現在臺灣終於可以掌握 5G 產業的一條龍技術,不再像過去總是綁手綁腳,經常要受制於外商。」

放眼市場的競爭者,目前除了傳統國際電信設備大廠以外,許多網路及軟體業者也都積極介入,例如微軟(Microsoft)連續收購 Affirmed Networks 及 Metaswitch,而思科(Cisco)也摩拳擦掌。

「因為核心網路的門檻很高,全世界的競爭者屈指可數,臺灣也僅有我們與資策會兩個團隊是自主研發的。」陳志成強調。由於 free5GC 佈局很早,目前在日本與美國市場均有商業化導入,合作夥伴則包括中華電信、明泰、鈺登、智邦、研華、四零四科技、辰隆、仁寶等臺灣廠商,以及英特爾(Intel)、富士通(Fujitsu)等國際廠商,在臺灣 5G 國家隊的團隊合作下,未來有機會與微軟、思科等國際大廠一較高下。

陳志成表示,現階段電信業者主力仍在提升5G基地臺的覆蓋率,下個階段則將走向各種垂直應用,預期5G專網市場也將逐步起飛。據IDC等研究機構統計,2025年臺灣將有五成的企業採用「5G企業專網」,其中以半導體產業及相關高科技領域佔多數,換算起來屆時臺灣將有超過3,400家企業建置5G專網,相關商機值得期待。

資訊無所不在,跨領域人才搶手

在5G、人工智慧的時代,資訊科技與各行各業的融合日益深化。陳志成強調,資訊早期是從數學、電機領域分出來,但現在資訊已經無處不在,選擇資訊科系的發展空間很大,出路也愈來愈多元化。

對於年輕學子的學習有何建議?他認為應該從小培養邏輯思考能力,不見得要會coding,但可以學習用程式工具來解決人腦不易解決的問題,另外則要多方嘗試學習,儘早找到自己的興趣。

陳志成以自己一輩子專心做好一件事——核心網路的經驗為例,鼓勵學子深耕有興趣的一個特定領域,鑽研久了就有機會做出一些成績;另外他也以美國大學教育的發展趨勢提醒大家,資訊與各領域的結合日益普遍,例如資訊加心理、法律、政治、經濟、使用體驗、商業、工程、醫學等,「如果資訊科系的學生能適當培養跨領域能力,未來在就業市場一定會有更好的競爭力。」

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