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衝刺4.5G無「線」商機    晶片/網路設備商厚植三大技術

2017-07-03
4.5G網路建置加速前進。實現4.5G等級的Gigabit網路速度,就需仰賴3載波聚合(CA)、4×4 MIMO和256-QAM等三大關鍵技術,而晶片商與網路設備商各自爭相卡位提供相對應的解決方案,也積極朝4.5G藍海邁進,搶占市場先機。
市場上,現階段已有晶片商提供支援Gigabit LTE聯網速度的解決方案,如高通(Qualcomm)、英特爾(Intel)和三星(Samsung)皆有相對應的數據機(Modem)或處理器晶片(表1)。 

表1 三大廠支援Gigabit等級晶片比較表

資料來源:作者自製

諾基亞(Nokia)台灣暨香港澳門、大中國區客戶營運部技術總監陳銘邦指出,電信商可依據不同的頻譜資源分配,動態調整256-QAM調變技術和4×4 MIMO的組合,滿足Gigabit LTE的效能。 

依據通訊原理,採用頻段間載波聚合技術,可有效提升網路速率。舉例來說,基於2×2 MIMO技術的20GHz頻段,最高速可實現150Mbit/s。若將五個20MHz的元件載波(Component Carrier, CC)聚合後,頻寬速度可達750Mbit/s;若進一步透過256-QAM調變技術的加持,即可滿足1Gbit/s的頻寬要求(圖1)。 

圖1 Gigabit LTE可透過不同的頻譜和技術組合予以實現。
工研院資訊與通訊研究所新興無線應用技術組組長丁邦安(圖2)分析,3CA、4×4 MIMO、256-QAM三個技術是實現Gigabit LTE不可或缺的重要元素,但當這三項技術,同時導入手機時,製程、功耗與成本是一大挑戰;以技術本身而言,上述問題可透過用更好的製程來解決,但這將使晶片成本更加昂貴。 

陳銘邦表示,以基地台角度,實現高速網路技術的門檻,主要來自於頻段、天線設計、設備尺寸與成本的問題。 

圖2 工研院資訊與通訊研究所新興無線應用技術組組長丁邦安認為,功耗、製程與成本是手機廠提升網路效能的重要考量。
總體看來,網路規格的演進過程,與終端設備是否支持息息相關,這對於電信商來說是一大重要考量因素。 

手機/基地台建構生態系  加速Gigabit LTE發展 

根據GSA報告顯示,目前LTE網路發展,300Mbit/s已成為市場主流,約有669款包含手機、路由器(Router)、連結裝置(Dongle)等終端設備予以支援,而滿足300Mbit/s速度可透過2CA疊加而成,基本上大型電信業者皆具備此技術。相較之下,1Gbit/s等級僅有2個路由器可支援,目前尚處萌芽階段。 

李敬偉指出,高通具備Gigabit LTE等級的Snapdragon 835處理器已陸續導入至行動路由器和幾家手機大廠,例如Nighthawk M1行動熱點Wi-Fi裝置內建Qualcomm最新X16 LTE Modem,可同時連接最多20部裝置,並提供最快1Gbit/s下載與150Mbit/s上載速度;索尼(Sony)Xperia XZ Premium與三星Galaxy S8也相繼導入高通處理器,並已進入量產階段;而ZTE也已在MWC展示支援Gigabit LTE的原型機種。 

整體而言,以終端裝置看來,搭載Snapdragon 835處理器的手機基本上已具備實現Gigabit LTE的能力,不過手機廠商如何選擇應用的頻段與各國法規的配合都是考量因素,這都會依據各家手機廠商的選擇而有所差異;相較之下,設備商則較無此限制。 

李敬偉透露,Ericsson目前正積極與韓國電信業者合作,研擬5CC技術的測試。不過,實現Gigabit LTE網路速度與生態系統息息相關,須要在設備端與終端建構Gigabit LTE網路技術,才得以實現高速網路願景。 

郊區固網無線化助陣  Gigabit寬頻向前行 

另一方面,合勤(Zyxel)商業管理開發產品線經理李慶良(圖3)談到,網路應用對於高頻的需求與日俱增,像是4K高畫質影像串流、車聯網、VR/AR等應用,導致郊區固網無線化需求起飛。 

圖3 合勤(Zyxel)商業管理開發產品線經理李慶良談到,透過LTE家庭閘道器方案可滿足郊區固網無線化應用需求。
安立知業務暨產品技術支援部門經理薛伊良(圖4)補充,歐美各國地廣人稀,對於固網布建未如亞洲國家一般有效益,因此,在一些地方開始會考慮使用Gigabit LTE來取代固網布線。舉例而言,AT&T很早就開始推行LTE家庭閘道器(Gateway),將傳統的通話和資料都透過LTE家用閘道器來取代,如此一來就可以降低鋪設固網線路的成本跟時間。換言之,除了一般LTE行動裝置之外,固定式的LTE裝置在未來也會越來越普及。 

圖4 安立知業務暨產品技術支援部門經理薛伊良認為,在地廣人稀的地區,非常適用無線固網取代傳統光纖網路的架構。
李慶良分析,以現階段而言,網路建設發展快速的國家,如美、歐、日、韓等國家,所採用的LTE技術等級都在Cat.6以上,但是其他國家來看大多都是Cat.4,整體占比約50∼60%左右。 

但為了迎接Gigabit等級的網路頻寬,以行動網路路由器的發展來看,還須先解決前期電信業者布建尚未普及,以及晶片成本高昂的兩大挑戰。李慶良表示,基本上,高速行動網路的布建會先由電信業者與手機業者率先導入,而路由器業者才會是下一波加入高速傳輸生態系的生力軍。 

目前看來,李慶良認為,該公司在室內型無線路由器規劃上,已開始朝更高Cat.的等級前進,同時,在當下更是強調平易近人的使用者體驗,力求最大化行動網路的效益。

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