布建成本占優勢 802.16j漸抬頭

2007-05-18
由於802.16j具有可延伸傳輸範圍特性,又得以精簡成本,因此被不少業者視為繼WiMAX崛起後下一波的潛力所在。尤對台灣網通業者而言,如何藉由802.16j從用戶端設備跨入基地台市場,更是決定未來勝負的關鍵。而身為技術前鋒的量測儀器業者自然更須要提早作好802.16j來臨時的萬全準備。
由於802.16j具有可延伸傳輸範圍特性,又得以精簡成本,因此被不少業者視為繼WiMAX崛起後下一波的潛力所在。尤對台灣網通業者而言,如何藉由 802.16j從用戶端設備跨入基地台市場,更是決定未來勝負的關鍵。而身為技術前鋒的量測儀器業者自然更須要提早作好802.16j來臨時的萬全準備。  

全球微波存取互通介面標準(WiMAX)電信服務業者與系統設備業者,近日莫不希望藉由行動多段式轉播(Mobile Multihop Relay, MMR)規格與功能的制訂,延伸802.16系統覆蓋率,加強WiMAX網路系統傳輸速率,甚而更進一步解決基地台架站限制、骨幹(Backhaul)營運成本昂貴及新興地區有線寬頻網路不佳等環境限制。  

而WiMAX設備大廠對802.16j標準制訂的投入,將影響未來WiMAX系統布建成本,並進一步影響大廠設備市占率;此外,透過802.16j標準,亦將幫助電信服務業者提升WiMAX系統優勢,在大舉布建WiMAX網路的同時,仍能一併導入MMR技術,因此,802.16j標準制訂近期備受矚目。  

MMR技術發展緣由  

不過,在談802.16j與MMR之前,還是先來談談其出現的緣由。802.16網路隨著電信營運商與設備業者的積極投入,2007年可望呈現積極成長的態勢。而現行802.16系統面臨的問題,包括電信業者頻譜有限、建築物屏障限制造成的覆蓋缺陷、資料流量不均勻、新興地區有線網路架構不充足等,使得電信業者必須找出強化資料傳輸率以及網路覆蓋範圍的解決辦法。  

目前電信業者多半採用安置轉發台(Repeater)或增設基地台(Base Station)以改善上述問題。然而增加轉發台會有一併放大干擾訊號的副作用;若降低個別基地台覆蓋半徑,以求提高資料密度,則會面臨基地台架站法規的限制、骨幹營運成本增加以及新興地區有線寬頻網路不佳等限制。而若增加基地台密度,又必須負擔昂貴的備援(Redundant)設備、備用電源 (Backup Power)設備及骨幹(Backhaul)維運成本等問題。  

因此,MMR的概念在2005年被提出,希望藉由MMR規格與功能的制訂,延伸802.16系統之系統覆蓋率,加強傳輸速率。  

802.16j重視中繼站  

802.16j的基本定義為:透過中繼站(Relay Station, RS)介接,讓基地台與用戶端設備互通。因此,一個802.16j系統包含具備MMR功能的基地台(MMR-enhanced BS, MMR-BS)與中繼站,而終端設備則毋須改變(圖1)。  

中繼站的調變(Modulation)使用OFDMA,並在實體層加強普通框架建構(Normal Frame Structure),在MAC層則增加中繼使用的通訊協定。中繼站對終端設備行使基地台之功能,對基地台則轉為終端功能,並能夠選擇最短距離進行傳輸,使用戶端設備與基地台的連結最有效化。  

網路布建具優勢  

至於在布建上的作法,802.16j可協助網路布建,實際作法是將中繼站布放在系統涵蓋邊緣,以改善訊號品質,並增加資料傳輸率。另一種作法,是將中繼站部署在涵蓋範圍外,並利用多個相鄰中繼站將訊號多段式(Multihop)轉傳至更遠的地點,使原本無法被服務的使用者與基地台連結,並同時降低基地台營運成本。  

此外,中繼站有3種型態,分別是固定式中繼站(Fixed Relay Station, FRS),即為長期置放在固定地點的中繼站;遊牧式中繼站(Nomadic Relay Station, NRS)是相對於行動式設備,在固定地點停留較長的一段期間的中繼站;以及行動式中繼站(Mobile Relay Station, MRS),亦指在行動期間也可以運作的中繼站。透過此3種型態中繼站互相搭配,可提高系統布建彈性。  

系統成本可節約  

由於802.16j不需要骨幹網路,因此營運開支(OPEX)不會因系統容納量而直接增加有線骨幹網路成本。且中繼站的體積小、天線結構便宜,使得中繼站無論在設備價格、鋪設速度以及基地台的收購成本都較低,為系統業者省去不少成本(圖2)。  

此外,在中繼站的協助下,系統可提供用戶較高傳輸速率,相對也可提供更多應用服務,服務業者可藉此獲得更高的每戶平均貢獻值(ARPU),提高投資報酬率(ROI)。  

參與廠商大幅提高  

2006年11月在美國德州達拉斯舉辦的IEEE 802.16會議,相較於稍早之前,802.16j受重視的程度大幅提高。事實上,也可從各大設備業者的角力程度,看出業者們在這塊市場的企圖心。據悉,本次會議共提出156個提案,其中僅英特爾(Intel)、北電(Nortel)、富士通(Fujitsu)、摩托羅拉(Motorola)與諾基亞 (Nokia)等前5大業者的提案數就占總提案數的一半。  

業者認為,隨著802.16j對WiMAX系統布建彈性提升,增加傳輸效能同時延伸覆蓋區域,再加上可降低WiMAX整體成本,使得WiMAX相關業者無不期望在布建系統時導入802.16j技術,因而帶動802.16j標準制訂備受矚目。  

除了前5大業者之外,韓國、台灣、中國與日本業者也都積極參與標準制訂,以此看來,未來亞洲業者在WiMAX局端設備產業也將占有一席之地。  

台灣業者投入積極  

台灣部分,由於國內網通產業設備能量多偏重於用戶端設備(CPE),在局端與基地台的研發能量尚待加強,因此相對於基地台而言,較不複雜的中繼站或許是台灣業者朝局端設備產業發展的一個重要基石,而目前多家台灣網通產業也極為重視802.16j標準的發展。  

在802.16j標準參與方面,許多財團法人研究機構投入研發人力,希望在標準制訂初期獲取關鍵技術能量。未來與台灣設備業者技術合作後,可將技術授權給設備業者,進行中繼站的研發與製作。  

(本文作者為資策會MIC ITIS計劃產業分析師)  

(詳細圖表請見新通訊元件雜誌75期5月號)  

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