LTE-SAE Datacom Telecom 異質網路整合 Wi-Fi WiMAX CDMA LTE IOT ITU GSM RRU RRH 4G 頻譜

實現無縫切換終極體驗 異質網路整合勢難當

2012-01-19
2012年消費性電子展中,支援最新通訊技術的終端產品成為業者競相展示重點,這些新一代通訊技術的發展皆是為了提供消費者更順暢的網路品質,而此終極目標,也讓強調可按使用環境運用不同通訊技術的異質網路整合趨勢興起。
甫落幕的國際消費性電子展(CES)中,高傳輸速率通訊技術可謂各家廠商競逐的焦點。其中,支援長程演進計畫(LTE)的智慧型手機,成為包括宏達電、諾基亞(Nokia)等手機系統大廠的主力展品,並為電信業者鞏固LTE市場的重要產品。

在家庭網路方面,無線區域網路(Wi-Fi)採用5GHz與60GHz頻段發展的802.11ac/ad技術,也成為CES的亮點。博通(Broadcom)與聯發科不約而同在CES上發表速度達Gigabit等級的802.11ac晶片,海華科技則是與Wilocity合作,推出支援60GHz的無線擴充基座(Wireless Docking),以及實際商用化的WiGig無線三頻模組,提供超輕薄筆電(Ultrabook)、高畫質電視(HDTV)等智慧型裝置間嶄新的無線傳輸技術與應用。

而在高通(Qualcomm)宣布其內建Wi-Fi技術處理器跨足智慧型電視(Smart TV)領域,以及系統大廠紛紛推出新一代智慧型電視的同時,也意味著智慧型電視將驅動更高頻寬網路的需求,以提供消費者更好的視覺與聯網體驗。

另一方面,從各大研究機構所提出的2012年資通訊產業熱門發展趨勢(表1)中亦可看出,各種通訊技術不斷朝更大頻寬與更高傳輸速率發展,以因應未來巨量資料的傳輸所需,進而提供消費者最佳的網路使用經驗。

高速網路下一步--異質整合網路

即使業者拚命提供具備更高傳輸速率的產品予消費者,但隨著物聯網(Internet of Things)逐步落實,未來可聯網的產品劇增,電信營運商仍會面臨行動網路頻寬不足的問題,因此整合多種有線與無線通訊技術,並可依網路使用環境切換合適通訊技術的異質網路整合概念,日益受到重視。

邁向4G Datacom/Telecom網路加速整合

由於消費者對頻寬需求越來越高,促使電信營運商跨入4G通訊技術的研發,以提升消費者使用經驗。然為節省新技術網路的建置成本,基地台、網通設備商被要求須推出整合所有不同網路的產品,讓數據通訊(Datacom)/電信(Telecom)異質網路整合的聲浪不斷升溫。

圖1 左起為安捷倫電子量測事業群應用工程部協理陳俊宇、應用工程部資深專案經理張式先
安捷倫(Agilent)電子量測事業群應用工程部協理陳俊宇(圖1左)表示,LTE不若3G技術僅掌握在少數廠商手裡,因此,無論既有的3G或是全球微波存取互通介面(WiMAX)晶片及營運商,皆積極投入發展,以搶分杯羹;而為確保先前的投資,並減輕在新技術基礎建設的成本支出,遂朝向整合多項技術的規劃發展,成為Datacom/Telecom異質網路整合的重要推手。

除基礎建設外,終端裝置製造商為提供更好的使用者體驗,也採用Telecom與Datacom網路結合的設計;安捷倫電子量測事業群應用工程部資深專案經理張式先(圖1右)指出,過去Datacom與Telecom網路分別在傳輸資料封包與語音通話領域各擅勝場。不過,隨著行動裝置串流的資料量持續增加,消費者對行動寬頻技術的頻寬要求也越來越高,因而促使行動裝置大舉內建如Wi-Fi等Datacom技術。

事實上,第三代合作夥伴計畫(3GPP)制定LTE技術規格時,有鑑於消費者對行動寬頻技術的傳輸速率要求逐漸提高,也提出LTE-SAE的架構,旨在整合LTE、全球行動通訊系統(GSM)、分碼多重存取(CDMA)、全球微波存取互通介面(WiMAX)、有線網路與一般市話,藉以透過不同技術的切換,提供消費者更好的網路傳輸品質。而此一異質網路技術整合的架構,隨著LTE的更趨成熟,也更加受到通訊產業界的重視。

除了提高行動寬頻網路資料傳輸速率外,異質網路整合技術也可解決行動網路壅塞問題。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,消費者透過終端產品進行資料分享時,即須使用各種通訊技術,若僅使用3G或是LTE,一旦使用者數量增加,頻寬資源仍將不敷使用,因此須要改採其他技術如Wi-Fi消化龐大的流量,且行動寬頻高傳輸速率也須擁有高傳輸特性的骨幹網路增援,才能讓應用服務順暢提供給消費者,遂促使異質網路整合的發生。

智慧家電驅動異質網路整合

圖2 羅德史瓦茲寬頻及基礎儀表量測、航太國防應用量測業務專案經理任為龍表示,異質網路整合為台灣廠商如台揚等網通設備業者帶來新商機。
另一方面,具備聯網功能的智慧家電,也是促使異質網路整合崛起的原因之一。台灣羅德史瓦茲(R&S)寬頻及基礎儀表量測、航太國防應用量測業務專案經理任為龍(圖2)表示,智慧家庭的「智慧」定義,讓家電產品須內建聯網功能才能符合需求,而家電產品傳輸的資料量從智慧電網(Smart Grid)的小數據,到影音串流的龐大資料量,讓家庭網路資料中心--家庭閘道器(Home Gateway)須結合各種通訊技術作為因應。

張瑞琦指出,目前家庭網路中,以Wi-Fi+電力線通訊+乙太網路為整合大宗。亦即透過Wi-Fi收集到的封包資料,進入家庭閘道器後,藉由高速乙太網路傳輸到後端控制中心或是伺服器。

異質網路整合具低成本/分散流量優勢

異質整合網路不僅提供消費者更好的頻寬使用經驗,對電信營運商而言,還可獲得節省成本的好處,亦即毋須每一種通訊技術皆布建一套專屬的設備,因此針對異質網路整合的趨勢,網通設備業者紛紛推出相應的產品,並預留未來技術發展的空間,確保電信設備商的投資。

台灣愛立信(Ericsson)客戶解決方案部資深協理汪以仁表示,電信業者現有的基礎建設投資尚未回收,但因消費者對頻寬需求的壓力不得不進入更新一代通訊技術的發展,為節省成本支出,電信業者亦促使網通廠商須絞盡腦汁研發整合各種技術的網通產品,包括基地台、局端設備等。

隨著各種應用程式不斷的被開發出來,促使用戶對行動寬頻頻寬的需求也不斷攀升,因此電信營運商汲汲營營朝更先進的技術如LTE邁進,不過,更高的傳輸速率依然無法滿足行動寬頻用戶暴增所需,因而透過異質網路整合分流的方式即成大勢所趨。

善用頻譜資源解決頻寬不足問題

事實上,透過Wi-Fi分散流量,也不全然可解決電信營運商所面臨的挑戰,汪以仁指出,現階段利用Wi-Fi接取行動寬頻,的確有效舒緩行動寬頻網路壅塞的問題,促使中華電信、遠傳電信等積極布建Wi-Fi熱點,但各個Wi-Fi熱點傳遞的資料封包最終仍將匯流至後端,接回骨幹網路,匯流後的資料量也不容小覷,衍生電信業者仍須花費許多成本建構更快速骨幹網路的問題。

以蘋果(Apple)iPhone為例,先前iPhone 3推出時,中華電信即為iPhone布建專屬網路,以應付龐大的資料串流,隨著iPhone各代機種不斷推出,應用服務的資料量急劇倍增,更何況iPhone 4S Siri語音控制所需頻寬與資料流更是iPhone 4的兩倍。汪以仁認為,未來Wi-Fi技術分流的效果將越來越有限,因此開放更多頻譜,用以運行新興、高傳輸速率的行動寬頻技術將是較治本的方式。

不同的頻譜可用來發展不同的無線技術,即如Wi-Fi在現有2.4GHz已相當擁擠狀況下,尋求5GHz及60GHz頻段,進而提升頻寬。汪以仁強調,目前各國已開始尋找其他可供發放的頻譜資源,讓電信業者可更積極發展傳輸速率更高的LTE技術,再搭配Wi-Fi,將有更加乘的效果。

無縫切換非易事 標準制定刻不容緩

雖然異質網路整合具備低成本等優勢,可紓解電信業者面對消費者頻寬需求的龐大壓力,但是如何進行並提升異質網路整合的效能,甚至達到跨不同電信網路無縫切換與漫遊的終極目標,皆需統一的標準規範才能實現。然而,目前各家業者皆是以一己之力發展異質網路整合,可達成何種效果端視各家廠商技術能力;若能有標準規範可供依循,異質網路整合的發展勢必將更為迅速且順利。

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