大型蜂巢網路已成明日黃花 小型蜂巢網登上4G舞台

2008-10-16
當網路營運業者及設備提供者共同朝下一代網路定義及部署邁進時,可以很清楚地了解蜂巢式架構在下一個階段必須從拓撲進行改變--網路傳輸的重擔已不再由大型蜂巢式基地台來承擔,而是由小型蜂巢網路來擔綱演出。
根據市場及技術資料可見,長期演進計畫(LTE)等4G技術將大部分用於大都會區及企業熱點(Hotspot)上,並對網路營運業者帶來覆蓋率改善、網路容量增加等好處。這對網路營運業者而言形成強大的部署動機,但也使得業界必須面臨其所帶來的諸多更高難度挑戰,並衍生出全新且有待解決的技術及財務問題。  

室內訊號涵蓋為4G部署的重大挑戰  

據估計,將近60%的行動電話通話是在室內進行的,要對全球微波存取互通介面(WiMAX)、LTE等使用GHz以上頻段進行通訊的技術提供足夠的室內覆蓋率,本來就是一個重大的技術問題。當行動電話取代家用電話的現象更為普遍時,這個問題將更惡化。研究顯示,事實上,當吃到飽的資料封包服務變得極為普遍時,在室內使用行動通訊技術的百分比將可能在2011年攀升至75%。  

隨著傳輸頻率提高,訊號在室內的穿透力將降低,而更劇烈的訊號衰減將降低室內用戶的網路傳輸速度。另一個可能出現的效應是:若傳統大型蜂巢式(Macrocell)基地台為了對室內用戶提供更好的訊號覆蓋而提升其發射功率,將對其他用戶造成更嚴重的干擾。此一事實將對基地台的容量帶來可預期的負面影響,同時使得4G網路無法如預期般地提供十倍於3G的傳輸效能。  

更進一步來看,大型基地台本質上就難以讓LTE發揮其預期的效益。根據Cooper定律,增加通話密度最佳的方式,是將蜂巢網路的涵蓋範圍縮小。大型蜂巢式基地台在此面臨雙重打擊--由於射頻(RF)條件的限制,大型蜂巢式基地台的總傳輸量往往較低,但這類基地台又必須對大範圍區域提供服務,因此其網路頻寬又被瓜分得更嚴重。  

大多數營運業者認為LTE的出現使高速封包接取(HSPA)網路更普遍。若終端裝置將朝多重模式發展,例如LTE、HSPA及全球行動通訊系統(GSM),則在各地部署LTE網路以確保其普遍涵蓋便不具意義,因為其所提供的使用者經驗可能不比HSPA更好,在某些情況下甚至可能更糟。  

小型蜂巢網路兼具資本與營運成本優勢  

小型蜂巢網路並不會造成網路營運商的資本支出膨脹,實際上,技術創新將不斷壓低家用毫微微型基地台的原物料成本,從而替營運商能節省可觀的費用。 採用小蜂巢方式亦有助於降低網路營運成本。因為這類設備必須採用自我最佳化技術來免去於部署及整個設備生命週期中的手動組態作業。這些自我最佳化網路(Self-optimising Network, SON)會動態地對使用中的無線電網路進行最佳化,並提供智慧型回程線路(Backhaul)能力。這些功能已經被營運業者認同,同時他們也強制要求必須要能對SON進行監管(Provision)。目前支援WCDMA的新款家用基地台便具備這種功能。  

無線基礎設施產業面臨徹底改變  

此一網路架構的改變將在整體基礎設施價值鏈中產生連鎖效應。網路設備業界將朝消費市場的方向發展,其市場生態可能會類似軍用設備市場的商品現貨(Commercial Off-the-shelf, COTS)模式。基礎設施製造商可借用家用基地台的創新觀念,在消費性電子經濟中獲益。這樣的發展趨勢也將對於IC供應商帶來壓力,因為其系統級專業知識及相關支援能力必須比以往更高。總之,在網路演進的下個階段,傳統大型蜂巢式基地台將面臨生存掙扎,因為這類設備太過昂貴,又無法提供相應的效能。  

如LTE等4G技術,在提供大都會區目標熱點及建築物內的額外覆蓋率/容量上,都明顯勝過現有技術一籌。毫微微基地台部署所需的資本支出與後續的營運支出,也因為設備供應商採用消費性電子元件及家用基地台已採用的SON技術,而變得更合理划算。最後,為了能在4G市場上競爭且存活,基礎設施提供者必須採用比過去更消費市場導向的策略,而這終將徹底改變基礎設備產業的風貌。  

(本文作者為picoChip共同創辦人暨技術長)  

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