科技的進步使人類對未來充滿無限幻想，而這種幻想正在社會中一步步實現。有人說：「4G改變生活，5G改變社會」，除了傳輸速率的提升外，5G的「低時延、大連結」能帶給人類社會怎樣的改變？記者請來香港應用科技研究院（「應科院」）總裁周憲本及通訊技術副總裁莊哲義，透過解釋5G的應用場景，展示5G如何與物聯網、人工智能、虛擬實境與雲端等科技結合，提升人們的生活質素。
記者：洪嘉禧 攝影：馮瀚文
應科院總裁周憲本表示希望透過獨有的5G技術方案，提高香港的競爭力，並以高性能、創新、低成本的優勢協助本土企業及創業者。
5G是指第5代行動通訊網路（5th Generation Mobile Networks），大眾對5G的認知是速度上的提升，轉眼間就可下載一部電影。5G相對4G在速率、時延上實際快了多少？應科院通訊技術副總裁莊哲義表示：「4G網路提供平均10至20 Mb/s的連線速度，而5G可提供數百Mb/s的連線速度，速度提升了100倍以上，例如下載一部兩小時的電影，4G要花約6分鐘，5G僅需幾秒。5G也令到時間延遲現象（資料傳送所需的緩衝時間）大幅減少，時延比4G降低了98%，低於1毫秒（千分之一秒）。」普通的消費者能透過5G手機感受高速的數據傳輸，5G未來能進一步改變社會，他續說：「5G的特點是高速率（Speed）、低時延（Latency）、廣連結（Connections），對於城市基建、商業模式的發展益處更大。它的高速率可以帶來4K/8K影音，至於廣連結可使物聯網進一步應用在生活上。它最大的意義在於其極低延遲性（Ultra-low Latency），可把過去因網絡延遲問題而難以落地的新科技，由不可能變成可能，例如車聯網、智慧製造、遠距醫療、遠距操控等產業與工業應用。」應科院總裁周憲本亦指出：「本院正在與企業合作，研究如何把5G應用到生活之中，解決大眾的生活『痛點』，從而建立新的商業模式。」
應科院副總裁莊哲義表示，5G的超低延遲更多是集中在有特定需求的行業應用，如物聯網、車聯網等。
促使車聯網落地
除了一般市民的手機外，5G在商業市場上的應用相對較少，很多人對5G的技術優勢及應用場景仍是一知半解。其實5G正在逐步融入生活中，周憲本舉例：「本院與運輸署合作，用5G技術為沙田一段14公里的公路裝置車聯網，現在屬於建設初期，項目由裝置到數據收集需要一年多。」車聯網（Vehicle-to-everything）是物聯網（Internet of things）的一種，透過在道路設施和車輛安裝感應器，令車輛之間可互相感應距離，從而調控車距，以及提升定位和導航功能，提高交通安全性。周憲本解釋，5G的高網速可提升物件之間的互聯效率，令車聯網能落地應用：「本院在室內用Wi-Fi，室外用數據，使用5G時網絡能統一，令車聯網讓所有的汽車、行人、交通設施、通訊基站串連在一起，它們能互相溝通，建設一個可靠、安全的信息網絡，例如前方路口有車輛正衝出來，一般人看不到便會被撞倒，透過車聯網便可給路人警示，有機會避開危險。目前大概有十多個交通意外場景導入了車聯網之中，可讓駕駛者得到預先警示，推算有九成的交通意外能因此避免。」交通意外往往在剎那之間發生，車聯網配合5G低時延可令汽車在極短時間內作出反應，幫助駕駛者在遇到危險時及時應變，減少交通事故。周憲本認為：「若沙田區效果理想，車聯網將擴展至全香港。車聯網是一個雪球效應，透過收集更多數據令整個智能化系統更完善。本院亦正在與港鐵商討，在輕鐵路段試行這套系統，因輕鐵不像地鐵般有專屬的路軌，時常可以見到路面車輛、行人與輕鐵『打架』（人車爭路），因此本院正研究如何智能地避免交通意外。」
讓自駕車更聰明
5G帶領人類進入萬物互聯的新時代，其中亦推動人工智能（Artificial intelligence）的發展，人工智能是指以「人工」編寫的電腦程式，去模擬出人類的「智慧」行為，人工智能的身影已經充斥於我們的生活，例如手機的語音辨識功能、Google Map的最佳路線規劃等。讓電腦透過自我學習的方式，去解析數據或做出問題判斷，不斷優化改進自身，上述的車聯網也是人工智能結合5G的未來應用例子之一。車聯網使車輛與環境互動，更能推動無人駕駛汽車的發展，使其安全行車。想像在未來用電召車軟件召來一輛無人車，在GPS（全球定位系統）中輸入地址，並點擊自動駕駛，車子即會自動送乘客回家，而乘客即可閉上眼睛安享旅程。雖然自動駕駛技術越來越成熟，但因駕駛座上沒有真人司機，難免會令人擔心。為避免自駕車車禍，車輛與車輛之間的即時通訊就更顯重要，而5G和車聯網的應用，則可讓自駕車之間相互溝通，以確保行車安全。
應科院研發的自動駕駛汽車已獲運輸署發出牌照，可於科學園內自動行駛。
上車後只須在平板顯示器上選擇終點，便毋須再控制軚盤或油門，即可到達目的地。
記者親身體驗，可見行車時軚盤自行轉動，轉彎也沒有問題。
提到虛擬實境（Virtual Reality），一般人會聯想到戴起VR頭罩，從眼罩內看見的虛擬影像。現有的4G網絡時延很高，不能使人們使用超高畫質及穩定流暢的 VR，而5G流動網絡有着高網速、低時延的好處，解決了VR和擴增實境（Augmented Reality）技術上的限制。周憲本亦提出目前在工作上實際應用的例子：「本院與電訊商合作，他們定期派員外出檢查發射站並進行維修，利用5G和虛擬實境，工程人員可進行遙距檢查，通常專家在總部，看外出員工檢查系統的情況，並指導他如何維修。本院也與內地鐵路公司合作，為他們設置虛擬實境和人工智能，為車輛作定期檢查，細緻如一粒螺絲也能查看清楚。由人手操作的檢查工作，或因工序重複，或因人的疲累因素等，有機會出錯，但人工智能則會越來越聰明，它們透過導入不同的場景，甚至能預計短期內會出現的耗損。當中的數據傳輸和實時影像，都需要5G配合。」
身臨其境 切身體驗
試想像未來戴上虛擬實境頭盔後，就能如置身球場內一樣，並在場內最佳位置、以最佳視野欣賞球賽，感受身臨其境的狂野氣氛。又或在進行遙距會議時，員工只需要進入VR會議室就能開會，VR還能延伸到教育訓練、智慧醫療等應用領域。應科院亦推出4K2K AR/VR頭戴式顯示器，顯示器的水平解析度達到4000像素、而垂直解析度達到2000像素的微小輕巧AR/VR眼鏡。眼鏡使用智能光學技術，將傳感與顯示融合為一，具有感應功能，以賽車為例，以用家在不同賽道的反應和軌迹，分析那是初哥還是老手，並給予訓練建議。周憲本表示：「目前眼鏡可以透過掃描瞳孔進行身份認證，希望未來配合5G的數據傳輸和實時影像，能夠在擴增實境中用眼來控制，眼睛一瞥就可以像滑鼠一樣點擊畫面，例如去旅行看路牌用AR眼鏡翻譯、在工廠中看到貨物即能顯示貨存情況，又或踏入餐廳時戴上AR眼鏡看菜單會即時呈現餐點影像等，相信未來還能革新更多應用場景。」
應科院研發的4K2K AR/VR頭戴式顯示器（Head-mounted display, HMD），可以掃描瞳孔認主，能讓使用者體驗70度廣闊視野。
4K2K AR/VR頭戴式顯示器使用智能光學技術，將傳感與顯示融合為一。
周憲本表示4K2K AR/VR頭戴式顯示器在未來可被各行業採用，例如：模擬飛行、駕駛和演習，還可幫助培訓STEM教育、電子體育項目等。
任意設備 高質遊戲
網上連線遊戲玩家，往往追求高畫質，組隊打怪獸反應一定要夠快，5G的低時延可幫助玩遊戲時的流暢度，將不會存在Lag（延遲）、斷線或閃退的問題，提升整體網絡遊戲的環境質素。真實的場景需要高流量去建設，數據傳輸更高，5G更能帶來切身的感受。周憲本表示：「如果想玩複雜的遊戲，手機必須是高階版，中端處理系統要求很高，但5G把所有的數據傳輸放在雲端，手機只給予畫面，不用依靠近端硬件運算，要做到這樣的效果，中端與雲端之間的溝通要很快，並需要使用很大的數據量。本院與內地遊戲開發商合作，將手機難以運行的高規格遊戲，透過5G網絡於雲端上運行，這樣日後手機即使沒有高規格的圖形處理器（GPU），也可以連上對硬件需求極高的遊戲，提高用家的體驗，也有助減少遊戲的耗電量。」隨着網絡可承載量更大，以後還有更多的娛樂活動可望在玩遊戲時同時進行，例如可容許數百人同時玩遊戲和視訊聊天，或在遊戲內看電影、演唱會，提升虛擬社交功能。
5G是智慧城市中不可或缺的技術，它促進了物聯網、人工智能、虛擬實境等各項重要技術的發展，不但改變人類生活，更為社會帶來新的業務、商機。目前各界已積極發展5G的商用落地機會，讓5G不再只是限於提高手機的網速，而是能真正改變社會的重要技術。
室內基站是挑戰
5G擁有超高速度，原因是什麼？莊博士解釋：「在無線技術上，5G利用更多天線作傳輸（Massive MIMO），可傳輸更多數據，它也使用高頻信號，提供極快的檔案傳輸速度。」當使用更高頻段的通訊技術時，傳輸距離及覆蓋範圍也會相對縮小，莊博士續說：「頻段較低的4G採用一個大型基地台（Macro Cell）即可覆蓋幾公里，因此數據傳輸距離很遠，而5G能縮短數據傳輸距離，但這也表示必須在每座路燈、建築物、家庭甚至每個房間裏，放置數十甚至數百個微型基站（Small Cell），才能覆蓋同樣的區域。」
應科院自創的5G微基站及核心網。
基站需求大增
現時電訊商5G網絡覆蓋率達全港70%，包括繁盛區域如中上環、銅鑼灣、尖沙咀、旺角等，室內包括大型商場如海港城、K11 MUSEA、灣仔會議及展覽中心，以及香港國際機場等均能接收5G網絡，電訊商亦指出，到了今年年底覆蓋率能達全港90%。
香港樓宇密集，在5G網絡覆蓋上有什麼技術限制？莊博士解釋：「5G網絡建設，由於頻段較高，覆蓋相對較4G更小，穿牆能力更弱，這就導致基站建設的投入會更大，香港地少、山多、樓高，對於覆蓋也是很大的挑戰，初期5G的信號覆蓋在香港不會特別理想，但營運商的商業策略會逐步提升覆蓋範圍。未來5G覆蓋的重要建設是室內場所，因大部分5G室外基站的信號無法很好的滲透到室內。如果室內5G覆蓋不足，會導致信號較弱，但目前的架構仍然可以利用4G網絡填補，並不會出現斷網的情況。因此室內5G的信號覆蓋將是營運商競爭網路品質的關鍵。這也相對地增加了營運商的建網成本，也因此未來針對室內覆蓋的低成本方案，服務室內市場的網絡方案會更加受追捧，特別是一些對5G有需求的行業，如物流業和製造業。」
微基站十分輕巧，可為室內地方提供專網。
目前應科院亦正研發室內微基站，周憲本指出：「內地在建設大規模的5G基站上有很好的成果，應科院則集中研究低成本的5G專網，如可在室內、倉庫、工廠、企業、商場內使用的專網。在硬件微形化方面，本院也有很大的研發，令基站輕巧細小，方便設置，也較為省電、美觀。」5G要進一步普及使用，信號必須夠穩定，範圍必須夠廣，要解決這個問題，便要廣鋪網絡，特別是在室內安裝足夠的發射站。
必須更換晶片
想享用5G網絡，就必須升級手機、電腦的配件，莊博士解釋：「初期要使用5G網絡，就要更換新的手機，因為需要5G通訊晶片。現時成本較高，手機售價自然也高。香港目前仍未有直接可以使用5G的電腦，但外地已經推出。隨着需求增加、產量增加，5G晶片的成本將來會降低，未來將出現更多內置5G晶片的終端，如電腦或汽車的小型終端等。另外，亦會有更快的方式使電腦能接收5G網絡，如購買支持接收5G頻率的USB無線網卡，插入電腦後便可接受5G Wi-Fi，這些配件有機會在年底推出。」
