中國大陸商機誘人 量測業者布局TD-LTE

2009-04-21
由於動輒擁有逾億的後3G行動通訊用戶,中國大陸無疑是通訊業者的兵家必爭之地。也因如此,通訊量測業者更致力當地後3G行動通訊技術的演進與發展,期望能夠在市場崛起時,搶先分一杯羹。
行動通訊技術推陳出新,不但歐美各地持續演進,就連中國大陸也無法在行動寬頻通訊演化浪潮中置身事外。為了加緊腳步跟上全球在行動通訊領域的發展,中國大陸近期可說是精銳盡出、機關算盡,向全世界宣示對新一代通訊技術的投入,絕對不輸給任何一個泱泱大國。  

在2008年5月政策明令將中國六大電信營運商整合為三家以後,包括中國電信收購中國聯通CDMA網路事業、中國聯通與中國網通合併、中國衛通的基礎電信業務併入中國電信,以及中國鐵通併入中國移動,在在刺激當地對行動通訊之發展。  

根據中國報告大廳報告,到了2010年底,各營運商在中國大部分區域都將擁有第三代行動通訊(3G)網路,用戶數並迅速增長到一億左右;再到2011年底,中國大陸會擁有三億五千萬的3G用戶,占行動通訊總用戶的38.7%。  

行動用戶數龐大 中國3G商機處處  

今年4月時,中國工業和資訊化部官員透露,今後3年內,中國三大電信運營商對於3G網路之直接投資將超過人民幣4,000億元(約新台幣1兆9,000億元),僅2009年就將投資超過人民幣1,700億元。該部門亦預估至2011年時,中國3G用戶總量將達一億五千萬戶。這項宣言除了確定中國大陸將持續朝向3G網路邁進之外,也同時向相關業者大送秋波,再次證實中國大陸市場之龐大商機。  

有趣的是,繼長程演進計畫(LTE)陸續在全球各地吹響號角以後,來自中國大陸的新興後3G(Beyond 3G)標準也同樣積極發展,如中國最大行動通訊營運商中國移動,就積極針對後3G行動通訊技術進行推廣,更計畫在2010年上半年搶先進行試行與商業應用。  

這對有意進軍中國大陸市場的業者來說,更是一劑強心針。由於中國大陸政府不樂見技術專利掌握在外國企業手中,因此始終將「發展自有通訊技術」為最高指導原則,如在中國大陸內鬥數年的3G技術標準就是一例。在經過數年苦戰後,分時-同步分碼多重存取(TD-SCDMA)終於媳婦熬成婆,一躍成為中國大陸自有3G標準,並由中國移動負責營運。根據中國移動公布統計之數據顯示,截至2009年4月1日為止,中國移動在TD-SCDMA之業務測試及商用試營正好滿1年;而中國移動的3G用戶至今則約四十多萬戶。  

但對外商來說,投入龐大資源研發中國大陸獨有之TD-SCDMA技術,不但擔心投資報酬率難以平衡,同時潛心研發之專利技術又可能反成為中國大陸業者作嫁,因此多數外商對於大舉投資TD-SCDMA,總是抱持著又期待、又怕受傷害的心情。  

然而,上述情況在中國移動啟動後3G計畫後開始出現微妙變化。在中國大陸強力運作下,中國的後3G技術已順利與國際組織第三代夥伴計畫(3GPP)牽上線,並影響3GPP R8的發布;而中國3G技術雖起步較晚,但發動後3G的時間點與世界各國相比卻是不遑多讓,更讓中國的後3G技術獲得更多目光。  

蛙跳成長當先鋒 中國移動積極備戰後3G世代  

目前積極在中國大陸發展的後3G技術,乃從中國自有之3G技術TD-SCDMA發展而來,因此常被稱之為TD-LTE,亦同時強調其分時多工(TDD)之意涵。TDD系統是將相同載波訊息的交替時槽分配給前向(Forward)與後向(Reverse)通訊鏈路,因此在傳送封包時可向前修正,藉此降低資料傳送的錯誤率。3GPP R8中便將TDD納入,同時與TD-LTE產生緊密結合。  

前文曾提及,今年1月甫正式發放的3G執照,主要是由電信三雄所獲得,而這三家業者也分別採用不同的通訊技術標準,如實力最強的中國移動負責自有標準TD-SCDMA的推廣、第二大的中國聯通接手WCDMA業務,而中國電信將延續CDMA2000的路徑,將走向EV-DO的發展(表1)。上述安排,乃是中國大陸政府為平衡當地電信業者規模而苦心規畫,也希望能同時促進當地行動通訊業務之發展。

表1 中國電信三強規模與3G技術比較         製表者:侯俊宇
電信業者 現有2G用戶(人) 2008年營收(人民幣) 3G技術
中國移動 4.5億 4,123億 TD-SCDMA
中國聯通 1.3億 1,489億  WCDMA
中國電信 3,000萬 1,868億 EV-DO
資料來源:各公司

中國電信由於實力最強,因此不但肩負「推廣國家自有技術」之重任,同時亦須加足油門,往後3G時代邁進。正因如此,儘管自身的3G業務正式營運不到半年,中國移動已經開始盤算TD-LTE的後續發展,要在通訊領域「超英趕美」。

舉例來說,中國移動即早已著手規畫TD-LTE之發展。專攻TD-SCDMA的通訊設備廠商大唐移動,便曾攜手中國移動進行TD-LTE業務試行。同時,國營企業中國普天亦曾於2008年9月推出TD-LTE系統原型機,並計畫將在2009年第三季度商用化,顯示中國政府不願再在後3G時代落後,而全力推動TD-LTE之升空。  

高通全力支持 TD-LTE星火燎原  

圖1 高通無線通訊資深副總裁兼大中華區總裁孟樸表示,在中國政府支持下,今年開始,當地3G之發展頗為火熱。
TD-LTE既然受到如此重視,相關業者自然不會放過。搶先嗅得商機的廠商之一,乃為晶片業者高通科技(Qualcomm)。高通無線通訊資深副總裁兼大中華區總裁孟樸(圖1)指出,自2009年開始,中國大陸當地之3G手機出貨量便已超越傳統全球行動通訊系統(GSM),而電信三強全力推動3G市場的發展,也讓中國大陸這個新興強權快速跟上全球發展。  

孟樸指出,該公司在2008年11月宣布停止下一代超行動寬頻(UMB)無線技術的研發後,就投入更多心力於LTE的並存與共榮上。他說,高通一直致力於TDD與FDD的技術精進,因此對於特別重視TDD的TD-LTE標準,仍能快速跟上,同時滿足系統與製造商需求。  

孟樸透露,看好LTE之未來發展,該公司已經投入相當資源在晶片設計之研發上,預計在2009年下半年就會有原型晶片問世,供客戶進行測試。依照一般時程推估,最快在2010年就會有應用於手機上之晶片產品現身。  

孟樸不諱言,儘管中國移動將在2010年進行TD-LTE試行,但要見到大規模部署,仍須等到2011年以後。主要原因在於,目前無論是中國移動、中國電信或是中國聯通,都尚未真正在3G業務上獲得實質回收,此時大談後3G甚至4G之發展,恐怕都言之過早。

圖2 安捷倫亞太區無線市場部經理鍾啟和認為,TD-LTE由於順利整合3GPP與TD-SCDMA,因此可望在中國大陸大展身手。
不過,量測廠商卻是對中國大陸市場興趣盎然。安捷倫科技(Agilent)亞太區無線市場部經理鍾啟和(圖2)就說,在UMB退出以後,LTE在後3G市場之聲勢大振,而再加上3GPP對TDD的支持,TD-LTE之發展同樣潛力十足。其他包括羅德史瓦茲(R&S)、安立知(Anritsu)等,也都先後表達對中國大陸後3G市場之重視。

三足鼎立互不退讓 量測廠商動作頻頻

正因為看好TD-LTE之未來發展性,量測廠商近期可說是卯足全力支援TD-LTE之發展。鍾啟和表示,中國大陸龐大的3G用戶,一向是該公司極為重視之領域,而從今年初3G執照正式發放後,更加刺激當地對行動寬頻技術之發展,要形容當地商機處處,可說是毫不為過。

鍾啟和表示,不僅中國移動近期正積極耕耘TD-LTE,就連中國電信、中國聯通均已意識到,今日若在3G領域原地踏步,將在未來4G市場持續落後,因此對於後3G技術之研發投入可說是毫不手軟。

TD-SCDMA/CDMA2000/WCDMA並行

圖3 安立知行動通訊產品技術副理呂玉玲(右)說,若能為客戶打造互相透通、多模並行的量測儀器,才是4G的真諦。圖左為安立知應用工程師曾一右。
隨著中國大陸對後3G之投資持續發燒,業者自然也紛紛搶進相關市場。安立知行動通訊產品技術副理呂玉玲(圖3)也說,該公司早在TD-SCDMA尚未成形時,就已看好當地市場發展,而為符合當地需求,也已陸續開發適合產品。

呂玉玲解釋,儘管TD-SCDMA已正式成為中國自有3G技術標準,但並不表示TD-SCDMA為唯一標準,其他包括CDMA2000、WCDMA也都虎視眈眈,要將TD-SCDMA拉下3G寶座。尤其CDMA2000與WCDMA發展較早,用戶數較多,在此情勢下,儘管中國政府政策執行力十足,但若強迫既有用戶與民間廠商全面棄守CDMA2000與WCDMA,並轉向TD-CDMA,仍非一蹴可幾。呂玉玲判斷,中國大陸數年內仍將維持TD-SCDMA、CDMA2000與WCDMA三者並行之勢。

因應上述發展,安立知先後開發多款儀器產品,盼在中國後3G市場先下一城。

TDD技術須全面投入

台灣羅德史瓦茲專案業務部經理曹維陵表示,近期確實耳聞不少來自TD-LTE之需求,不過由於當地政府管控嚴格,地區限制大,因此如何打造適切之產品,也是一大難題。

曹維陵透露,TD-LTE與過去重視FDD之通訊技術頗為不同,由於TDD採用接收和傳送在同一頻率通道、卻不同時隙的方式來確保訊號品質,因此僅需一個不對稱頻段的頻率分配即可運作,並得以充分利用無線頻譜。但也因為TDD是時間分隔控制的系統,因此在高速移動時,多普勒效應(Doppler Effect)會導致訊號快速衰落,移動速度愈快,衰落程度愈嚴重,因此如何協助設計人員開發出高速移動之成品,就需要量測業者的協助。

曹維陵指出,正因為TDD具有一定的技術瓶頸,因此量測廠商若無研發實力,將難以提供滿足用戶需求之產品,也無法協助開發人員突破設計難關。

去除網路死角 毫微微型基地台專攻利基市場

圖4 安捷倫科技電子測量事業部亞太區應用工程部首席顧問梁雄峰透露,毫微微型基地台雖具有百般優勢,但若成本問題無法解決,仍是空談。
在後3G時代抬頭後,也一併帶動毫微微型蜂巢式基地台(Femtocell)的起飛。簡單來說,毫微微型蜂巢式基地台乃一精巧之基地台,部署在用戶住宅或辦公區域內,並透過該用戶既有之寬頻網路連接到核心網路。毫微微型蜂巢式基地台問世之初,乃為了讓用戶享受固網行動匯流(FMC)之好處,但隨著後3G持續發燒,毫微微型蜂巢式基地台也成為左右行動寬頻網路成敗之關鍵。

安捷倫科技電子測量事業部亞太區應用工程部首席顧問梁雄峰(圖4)表示,一般3G網路常面臨的問題之一,就是當同一時段、同一地區過多人上線時,極易造成網路壅塞、服務品質(QoS)下降。而毫微微型蜂巢式基地台由於可以有效分散使用者,因此成為解救3G網路塞車之救世主。

梁雄峰說,對許多行動網路營運商而言,後3G是一個充滿挑戰的時代,不但市場日益飽和、資費不斷探底,再加上新競爭者陸續進入,對既有營運商而言,毫微微型蜂巢式基地台可以協助解決上述問題,也成為近期一大話題。

過去的作法是,一旦終端裝置與基地台的距離增加,終端裝置就必須增加發射功率,才能成功收發訊號通訊。但對其他在同一個蜂巢網路內的終端裝置而言,提升發射功率的終端裝置反而變成另一個干擾來源;而為了反制該干擾源,其他終端裝置也跟著提升自身的發射功率,反而成為惡性循環。

但在後3G時代,由於毫微微型蜂巢式基地台與終端裝置的距離短,因此終端裝置的發射功率可大幅降低,同時解決訊號干擾、建物阻擋與功耗問題。  

不過,梁雄峰表示,雖然此類基地台具有上述多項優點,但包括中國大陸市場在內,卻未見大幅導入。他分析,對家庭用戶來說,要額外負擔毫微微型蜂巢式基地台的購買、安裝、營運等成本,將是一大門檻。而電信業者若無促銷方案,此類基地台甚至可能胎死腹中。

無線帶動有線成長骨幹網路監控解決方案再添一筆

資料來源:太克科技
圖5 太克科技亞太區業務發展經理林育良認為,LTE崛起不但帶動無線網路技術,就連骨幹網路之監控也同樣受惠。
值得注意的是,LTE除了帶動無線測試儀器的起飛外,也同樣刺激線纜監看儀器的升溫。太克科技(Tektronix)亞太區業務發展經理林育良(圖5)指出,無論是毫微微型蜂巢式基地台或是一般基地台,仍需要骨幹網路(Backhaul)在後支撐。而隨著無線通訊與骨幹網路水漲船高,也進而帶動監控解決方案之問世。

從圖6可以看出,由LTE用戶設備(UE)連接到基地台(Node B),基地台再連接至外部IP網路,反向亦然。然而,一旦用戶設備面臨效能不彰,甚或訊號中斷的問題,電信業者就必須進行疑難排除,確認問題出在空中介面(Air Interface)端或是骨幹網路端。

林育良說,該公司日前推出支援LTE網路K2Air監看系統。K2Air可透過各種數位射頻(RF)介面收集資料,使LTE營運商與網路設備製造商的網路能夠正常且高效能的運作。

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資料來源:太克科技
圖6 LTE網路監控路徑圖

而在GSM/GPRS和UMTS等現存無線網路,則可使用太克科技之網路和服務分析儀(NSA)套件等工具,來深入探究各種問題。  

面對肥美的中國大陸市場,各家廠商勢必摩拳擦掌、戮力以赴。但如何在瞬息萬變的戰場拔得頭籌,端賴業者各出奇招,才不會入寶山而空手回。

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