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開啟5G通訊大門 LTE/Wi-Fi融合網路加速推展
新電子黃耀瑋
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5G將朝向異質混合網路設計發展。國際電信聯盟(ITU)、3GPP及歐盟5GPPP(5G Public-Private Partnership Association)等單位,已初步形成5G網路容量須達4G一千倍的共識;因應此高規格要求,電信及網通業者已研擬發展新一代異質混合網路,以實現LTE、Wi-Fi和軟體定義網路(SDN)無縫接軌,逐步達到5G技術門檻。
 
工研院資通所新興無線應用技術組組長丁邦安表示,LTE已成為4G行動通訊技術的第一把交椅,然而,在未來5G網路環境中,來自行動裝置、物聯網(IoT)的資料量將暴增上千倍,光靠LTE技術勢將面臨頻寬和覆蓋率不足的窘境,因此3GPP和ITU等國際標準組織、電信商、晶片商和設備業者遂研擬以LTE為核心,向外整合全球微波存取互通介面(WiMAX)和Wi-Fi等異質網路技術,促進5G網路運作更順暢,並強化訊號覆蓋能力與分流(Offload)機制。

相較於現有的3G/4G網路,2020年5G網路將須具備一千倍以上資料吞吐能力,才能完整支援各式物聯網設備的聯網需求,對電信商而言,首要面對的將是龐大資料分流與訊號覆蓋率的問題;因此,全球主要電信商已開始從提升頻譜效率、頻寬和網路密度三個途徑著手,並擴大布建LTE微型基地台(Small Cell),以串連Wi-Fi網路接取裝置(Access Point),實現多重無線電接取(Multi-RAT)架構及網路分流機制,逐步符合5G網路建置要求。

丁邦安進一步強調,LTE和Wi-Fi融合網路不僅能有效延展蜂巢網路邊緣(Cellular Edge),提高訊號覆蓋能力,亦可打造新的網路接取與換手(Handover)機制,改善網路塞車問題;而微型基地台將是實現此一混合網路架構的重要角色,未來電信商勢將大幅提高採購量,以配合5G標準制定腳步先打好基礎。

事實上,歐盟近期成立的5GPPP組織也提出5G異質混合網路架構,並進一步延伸出電信與雲端資料中心網路結合的設計模式。該組織集結阿爾卡特朗訊(Alcatel-Lucent)、愛立信(Ericsson)、Nokia Solutions and Networks、華為、法國電信(France Telecom)、義大利電信(Telecom Italia)和英特爾(Intel)等網通產業要角,並已發布5G標準建議草案(Draft Proposal),強調LTE結合新一代IT網路架構--SDN的混合設計,將是推動5G的第一步。

5GPPP指出,未來10年,電信與IT網路將導入可編程硬體和網路功能虛擬化(NFV)技術,並逐漸融合成一個大型5G網路平台,支援各種資料傳輸、存取與管理;同時將在只耗費現有網路10%功耗的前提下,提高一千倍容量。

儘管5G標準仍處在起草階段,但各大國際標準組織,以及主要電信業者為提早因應物聯網龐大的網路資源需求,皆已描繪出5G異質混合網路的架構,可望推進5G標準問世時程。丁邦安更認為,5G也將為用戶端聯網裝置帶來重大設計轉變,目前包括晶片商和系統業者皆開始研究30GHz以上頻段,以及超過10根天線的系統設計,以實現5G超高速傳輸速率。
 
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