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名稱:全球未來展望 - 5G發展緊追在後

 

行動通訊技術的發展腳步非常快速,從1990年的2G(GSM),到2000年代的3G,再邁向現在的4G,每一個通訊時代的到來,都引爆龐大的商機。不過,儘管4G已經在全球全面啟動,技術上仍有一些技術障礙需要克服,但行動通訊業者追求技術突破的腳步不會稍有緩慢,因為在解決4G現有技術障礙的同時,全球行動通訊業者也已經開始投入5G技術領域,預估到了2020年,5G時代就會正式來臨,屆時人們生活中所使用的行動通訊生活,將更加精彩。

展望未來LTE發展趨勢與商機,首先,解決訊號干擾的問題將帶動相關商機。其次,小基地台的需求高漲,也為系統設備商及終端設備商帶來更大的商機,最後,密切關注並且投入5G發展,更是全球行動通訊業者持續掌握通訊商機的關鍵所在。

大挑戰:4G要先克服訊號干擾
「儘管LTE發展備受看好,但是未來幾年,LTE要再以前兩年一樣的速度飛快成長,仍然面臨多重技術障礙,」拓墣產業研究所通訊研究中心研究員許荏鈞指出,目前LTE正面臨三大挑戰,包括訊號干擾、回程網路解決方案(Backhaul Solution),以及異質架構網路(Heterogeneous Network)等,尤其訊號干擾問題受到高度矚目。

許荏鈞解釋,LTE頻段多且不同於2G、3G架構是由許多大基地台進行串聯傳輸,LTE架構有各式基地台,中繼節點更多,因此使訊號干擾問題更甚於2G與3G行動網路。此外,為了讓LTE追求更好的傳輸品質,通訊設備商藉由發展多輸入多輸出(MIMO)系統,來增加網路的傳輸速率、傳輸距離,以及提升頻譜效率,但是MIMO存在著信號干擾失真的問題,因此,解決訊號干擾的天線與射頻濾波器,成為解決未來LTE發展的關鍵技術。

為解決干擾問題,他指出,不論是新建的4G基地台或是透過2G與3G基地台升級的4G LTE,只要基地台使用不同頻段,就會有基地台射頻系統產品的需求,未來,隨著LTE數據流量在商用後持續成長,基地天線與遠程無線裝置(RRU)的需求,就會持續成長。

針對訊號干擾挑戰,通訊設備商業者紛紛推出解決方案,例如CommScope推出雙光束(Twin Beam)解決方案,使每個天線可以達到6個扇區,強化波束密度,減少波束覆蓋,進而降低天線之間的干擾問題。另外,中興通訊也推出相關解決方案,中興通訊指出,相較於2G與3G網路,LTE面臨的干擾問題嚴峻許多,因此如何處理不同基地台之間的小區間干擾問題,是解決LTE干擾的關鍵。對此,中興通訊推出適用於4G網路的Cloud Radio解決方案,透過雲調度(Cloud Scheduling)和雲協同(Cloud Coordination),讓LTE網路更加順暢。

新商機:小型基地台呈跳躍性成長
為因應數據流量的不斷爆增,4G LTE系統架構不再只是大基地台與大基地台之間的傳輸,而是在大基地台基礎之下,再由小型基地台、大樓內的微型基地台以及更小的微型蜂巢式(Femtocell)基地台共同架構而成。透過小基地台或微型基地台的支援,可以讓數據流量較高的地區,彌補大基地台彼此之間的漏洞,達到更好的傳輸能力。

在此趨勢下,小型基地台商機將快速湧現。工研院IEK指出,未來行動通訊網路將逐漸轉變為以小型基地台(Small Cell)為主的部署型態,小型基地台將適用於住宅、企業辦公大樓、大型賣場、室外短距離等場域,根據小型基地台論壇(Small Cell Forum)的預估,全球小型基地台2016年出貨量將達6,240萬台。
「目前各電信營運商的LTE用戶還沒明顯分流需求,此外,受限LTE商用模式不明以及訊號干擾等因素,LTE小型基地台與Femtocell基地台的產品動能在2013年仍不明顯。」許荏鈞強調,儘管目前需求不明,但因異質架構網路是未來LTE與LTE-Advanced架構持續發展目標,所以透過大小基地間與各種中繼站(Relay Node)進行協同合作與溝通,使行動傳輸更具效率與彈性,是必然趨勢,所以4G LTE小型基地台未來需求仍將湧現。拓墣預估,2014年下半年美國、日本、南韓用戶滲透率提高,密集度達到一定水準之後,分流需求將會湧現,屆時小型基地台的需求也將呈現跳躍性成長。

針對小型基地台市場需求,全球行動通訊業者紛紛加強佈局,例如,愛立信已經為世界多家營運商建置小型基地台,愛立信集團副總裁兼無線產品部主管Thomas Noren表示,小基地台部署是愛立信智慧立體網絡戰略的關鍵組成部分,透過將小型基地台整合到整個行動網路中,電信營運商將可以經濟高效地增加網路容量、擴大網路覆蓋範圍。同時,小型基地台的部署還可以確保網路中的服務透明度,使高流量的行動通訊應用,更順暢進行。

系統設備商外,通訊晶片大廠德州儀器也在積極佈局小型基地台市場,2013年6月,德州儀器為室內企業級與室外微型基地台(pico base stations)開發商,推出可優化小型基地台的系統單晶片(SoC)解決方案──KeyStone TCI6630K2L。德州儀器指出,此單晶片系統可解決各種室內外使用需求,並針對電信營運商的需求提供差異化功能,大幅改善小型基地台產品效能。

針對小型基地台商機,許荏鈞指出,小型基地台一直是台灣網通業者關注的焦點,不過市占率仍不如三星(Samsung)、Airvana、阿爾卡特─朗訊(Alcatel-Lucent)與思科(Cisco),未來台廠可藉LTE驅動的小型基地台市場需求,發展相關產品搶攻市場。工研院IEK則建議,台灣LTE產業發展重點仍著重在終端產品開發,未來如果要擺脫低毛利的終端代工模式,可試圖從輕局端設備小型基地台開始練兵,再逐漸建立局端設備解決方案。

新時代:5G行動通訊2020年引爆
全球4G建設還在進行中,5G行動通訊的技術探討就已經開始展開。華為無線網路業務部總裁應為民於2013年LTE全球峰會演講時指出,全球行動產業發展將朝三大趨勢推進:第一,行動視訊流量呈現爆炸性成長,預計2018年,全球行動視訊市場規模將超過300億美元,行動視訊流量將占行動寬頻總流量80%;第二,行動寬頻將帶來一個潛力巨大的藍海市場,促發醫療、交通、零售、投資等多領域出現全新的業務模式,為人與人、人與物、物與物提供普遍的無線連接;第三,預計2020年智慧終端設備的數量將超越全球人口總數,且智慧終端設備的功能將擁有更高、更快的傳輸效能。

在行動寬頻不斷加速發展下,應為民強調,預計2020年行動寬頻將迎向5G時代,屆時無線傳輸速率將比現在LTE最快的速率,還要快上100倍。

有鑑於此,華為正積極投入5G標準化及研究工作,並已經在2012年成立實驗室,研究下一代網路技術,包括5G、NG-PON和下一代網路等。愛立信的5G研究報告與展望也顯示,2020年行動通訊的5G時代將正式來臨。

因5G是趨勢所在,目前全球行動通訊產業相關業者,已經積極對5G投入研究與討論。由歐盟成立的5G研究專案大會METIS(Mobile and Wireless Communications Enablers for 2020 Information Society)在2012年11月正式啟動,針對5G技術與發展展開研究。METIS目前共有29個成員,包括華為、愛立信、阿爾卡特─朗訊、諾基亞西門子網路等通訊設備商;德國電信、西班牙電信、法國電信、義大利電信和日本DoCoMo等電信營運商;以及學術機構和汽車製造商如寶馬。

做為全球最大行動通訊設備商,愛立信負責METIS的總體專案管理。愛立信在2013年2月的巴塞隆納的MWC展覽中,已經對世界展示5G以及2020年的網路世界樣貌。

近年來快速成長茁壯的華為,在5G的佈局腳步也非常積極。METIS在2013年6月舉辦的大會中,華為通訊科技實驗室主管童文指出,5G將讓雲端運算與巨量資料技術結合在一起,使社會變得更智慧化。5G行動通訊的出現,將加速資訊與通訊的融合,並為用戶打開展新體驗,例如視覺通訊將會成為主流,未來人們將會用無線設備來進行跨越遠距離的即時互動,就好像面對面溝通一樣。

綜觀而論,行動通訊科技的演進不會停止,當4G才進入起飛期,5G很快的就會出現,台灣雖然4G發展上落後,只要加緊腳步發展通訊科技,在技術不斷演進而持續催生出的通訊產業中,台灣仍有機會。這也正是行政院政務委員張善政,呼籲台灣政府與企業應開始想想「5G」的原因。

為減少波束覆蓋,降低天線間的干擾問題,中興通訊透過雲調度和雲協同,讓LTE網路更加順暢。(法新社)