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解決無縫連結技術挑戰 異質網路整合標準紛出籠

2012-02-13
為實現異質網路整合,帶給使用者更高品質網路使用經驗,時脈同步、跨不同電信網路融合的技術挑戰逐一出現;為解決此問題,國際標準組織陸續制定並提出新的標準規範,除了讓異質網路整合可順利落實外,也可打造更佳的無縫連結網路環境。
異質寬頻網路整合趨勢逐漸行後,衍生諸多技術挑戰,因此相關標準制定組織亦紛紛推出新的規範。其中,電機電子工程師學會(IEEE)與家庭電力線聯盟(HomePlug Powerline Alliance)即於甫結束的消費性電子展(CES)中,推出新的家庭網路標準--IEEE P1901.2與HomePlug AV2。

上述兩項標準規範亦強調混合(Hybrid)網路的概念,目的即為落實異質網路整合,讓兩項技術與家中其他通訊技術互相切換,提供更無縫的家庭網路傳輸品質。HomePlug電力線聯盟主席Rob Ranck表示,新的P1901.2與HomePlug AV2兩大技術在制定時即考慮互通性問題,未來符合混合網路標準規範的產品,即可同時支援無線區域網路(Wi-Fi)、HomePlug、MoCA或乙太網路(Ethernet),並可用於家電產品與行動裝置中,打造更無縫的使用環境。

此外,異質網路整合也促使其他標準規範的誕生,包括同步乙太網路(Sync E)與IEEE 1588v2標準,以及第三代合作夥伴計畫(3GPP)針對行動寬頻技術所推出的新規範。

避免時脈不同步 Sync E/IEEE 1588v2架構興

隨著行動寬頻頻寬不斷提高,與之整合的有線網路也須提升傳輸速率才能相得益彰,然而,現有的非同步數位階層(PDH)與同步數位階層(SDH)網路架構頻寬已不敷使用,加上造價昂貴,因此電信級網路已開始轉向Sync E與IEEE 1588v2標準的新網路架構。

圖1 左起為安立知業務副理黃文源、國防與電信事業部業務經理林光韋、資深應用工程師林昇鴻
安立知(Anritsu)國防與電信事業部業務經理林光韋(圖1中)表示,隨著行動寬頻技術如長程演進計畫(LTE)傳輸速率越來越高,骨幹網路若仍停留在PDH與SDH,將無法提供消費者更好的應用服務經驗,因此包括中華電信、台灣大哥大與遠傳電信皆已開始將現有的電信網路架構,逐步汰換為利用乙太網路的Sync E和IEEE 1588v2標準。

另一方面,網路架構IP化,也是促使2012年Sync E與IEEE 1588v2受到矚目的原因。台灣愛立信(Ericsson)客戶解決方案部資深協理汪以仁表示,行動寬頻通訊技術已進入全IP時代,PDH與SDH無法滿足需求,因此電信業者須升級至光纖網路,才能提供符合行動寬頻需求的有線骨幹網路。

除用戶體驗的考量外,異質網路整合時,行動寬頻與後段有線網路時脈同步的問題,亦突顯Sync E與IEEE 1588v2標準的重要性。林光韋指出,有線與行動寬頻網路整合會面臨時脈不同步、通訊協議整合與產品後續服務責任歸屬等三大挑戰;其中,通訊協議整合可透過軟體解決各技術間的互通性測試(IOT)問題,而電信業者也可與製造商進一步協調終端產品售後服務歸屬,惟獨時脈不同步無法輕易解決。因此,具備較佳時脈同步功能的Sync E與IEEE 1588v2標準即備受青睞。

安立知資深應用工程師林昇鴻(圖1右)進一步解釋,Sync E是以硬體的方式進行時脈同步,成本相對較高,不過系統較穩定;而IEEE 1588v2則是於現有設備的媒體存取控制(MAC)層進行軟體更新升級,成本較低,但跨網架構與程序複雜。

因此,規模較大、具備PDH與SDH網路的行動通訊電信營運商,將先採用IEEE 1588v2,節省布建成本;剛跨入行動寬頻領域的業者,由於沒有PDH與SDH網路的成本包袱,將直接建構Sync E。

不過,林光韋強調,隨著行動寬頻市場更加蓬勃,電信業者與終端裝置製造商最終仍將導入系統較穩定的Sync E標準,IEEE 1588v2將為過渡時期規範。

Rel.11強化LTE-Advanced異質網路整合

除了有線網路新標準的崛起外,行動寬頻技術也針對異質網路整合進行標準的研擬。3GPP預計於2013年底定的Release 11標準規範,也沿用LTE異質網路整合的概念,以期LTE-Advanced網路也可與其他技術順利切換。汪以仁表示,有鑑於LTE須向下相容於2G、3G,以及藉助Wi-Fi紓解網路流量,因此從Release 8的LTE-SAE開始,3GPP即將異質網路整合的概念逐步加入LTE技術的各代版本中,並將2G、3G與4G通訊技術融合為採用共同核心網路的新標準,亦即演進封包核心(EPC)網路。

EPC網路是基於IP網路協定的多重存取核心網路,營運商可在單一共同封包核心網路進行布建與運作各種不同的存取網路。汪以仁指出,LTE與LTE-Advanced為多層次的扁平網路架構,因此可於各不同層次網路架構中,進一步將其他通訊技術加入。

由過去3GPP每年推出一新版本的速度來看,Release 10已於2011年底定,2012年3GPP正進行Release 11規範的討論,因此預計2013年即可定案。

落實無縫切換 3GPP催生電信商跨網標準

考量未來網路漫遊也須提供消費者最佳的使用經驗,3GPP正積極制定跨不同電信網路的異質網路整合規範。

台灣國際標準電子(Alcatel-Lucent)無線網路研發中心資深處長張瑞琦表示,異質網路整合的目的在於透過不同網路間的切換,隨時提供行動寬頻用戶最佳的網路頻寬,使服務不會因訊號不良而延遲或中斷。雖然目前電信業者已開始朝此方向邁進,但仍限於自家網路所提供的服務,且跨區、跨國漫遊也僅限語音服務的部分,若要將漫遊服務延伸至數據資料或影音串流,即須整合不同電信業者的網路。

不過,各個電信業者間多為競爭對手,且跨電信網路的整合工作該由哪一家電信業者主導或發起亦難界定,因此,不同電信業者的網路要進行整合並不容易,故3GPP遂著手進行標準規範的制定。

張瑞琦指出,由於電信網路整合涉及到的有線與無線技術眾多,架構龐大,且須從電信業者的核心網路著手,因此3GPP以無線通訊技術為開端,包括全球行動通訊系統(GSM)、3G、LTE與Wi-Fi等先行制定新標準。目前,新規範仍於討論、研擬階段,尚未有明確的底定時間表。不過隨著消費者對於應用服務與資料封包跨網上傳、下載的需求興起,跨電信網路的整合將是大勢所趨。

值得注意的是,異質網路整合目的係為無縫切換至對使用者最有利的網路技術,不過現今自動切換仍未全面落實。張瑞琦分析,目前雖然電信業者透過Wi-Fi提高頻寬速度與分散流量,但消費者仍須手動切換並透過帳號密碼進行登錄才能使用Wi-Fi。為提高Wi-Fi網路使用的便利性,以及實現更無縫的切換,Alcatel-Lucent已推出可擴展身分驗證協議(EAP)-SIM解決方案,亦即透過SIM卡即可自動完成Wi-Fi網路認證。另外,愛立信亦推出相關產品,供電信業者強化核心網路,落實Wi-Fi網路自動認證。

異質網路整合已成大勢所趨的同時,相關技術挑戰也浮出檯面,催生新標準,預期新規範也將更加推動異質網路整合的發展,提供更好的使用者體驗。

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