行動數據流量呈現爆炸式成長，電信業者加速導入小型基地台以因應挑戰，未來5G網路架構中，密集布建小型基地台更將成趨勢。現階段小型基地台的出貨仍以北美市場為主，西歐與亞太市場則在採購需求動能逐漸浮現下，成為出貨量成長最快的區域。
近年來行動通訊的數據流量大幅增長，以大型基地台為建構主體的傳統蜂巢式無線網路接取架構，勢將無法承載未來大量的行動通訊數據流量。為了解決上述問題，全球各領導電信業者開始尋求新的無線網路接取架構，如大小基地台混合布建方式，以降低整體營運成本，進而推升小型基地台設備採購需求動能。未來B4G/5G的行動寬頻網路架構中，小型基地台(Small Cell)更被視為提高傳輸容量及深度網路覆蓋的關鍵設備，在上述因素的推波助瀾下，Small Cell便成為全球電信營運商積極採用的重點設備，驅使Small Cell產業供應鏈更形完整。
目前全球有至少46家電信業者於23個國家提供Small Cell商用服務，由於電信業者對Small Cell大量採購需求，已推動全球Small Cell部署數量超越大型蜂巢式基地台(Marcocell)，這也彰顯Small Cell將成為紓解龐大行動數據流量的關鍵產品。
未來行動數據流量將呈現爆炸式的成長，刺激電信業者加速導入更多Small Cell以因應未來傳輸業務的挑戰，根據資策會MIC觀察，2015年全球Small Cell產值已達1,060百萬美元，2020年產值將成長至2,077百萬美元，年複合成長率達14%(圖1)。
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| 圖1 2015∼2020年全球Small Cell產值預測 |
現階段全球Small Cell需求仍以北美領導電信業者為主，主要原因來自於業者在近年無線網路升級計畫中，明確提出對Small Cell的布建規畫，如Sprint網路密集化計畫、AT&T無線/固網網路升級計畫，以上兩家北美領導電信業者都提出Small Cell將成為提升網路容量及傳輸速率的關鍵措施，讓北美成為Small Cell產品出貨的主要市場。
至於西歐電信業者的發展動態，近年歐洲大型行動電信業者開始積極於家庭及大型都會區推展Small Cell應用服務，如西歐跨國行動電信業者Vodafone預計於2016年在21個國家廣布Small Cell提升行動寬頻服務競爭力，法國電信商free則透過免費贈送家庭Femtocell企圖串起家庭無線網路拓撲等，進一步刺激西歐Small Cell市場成長。
在亞太主流電信業者方面，中國的電信業者為了滿足境內龐大行動寬頻需求，近年來亦加速布建Small Cell以擴充網路容量與覆蓋率，如中國移動(China Mobile)於2015年的Nanocell採購標案，吸引了全球大小型網通廠商爭相競逐。日本NTT DOCOMO、SoftBank與韓國SKT、KT等領導電信業者，也明確提出Small Cell將成為建構LTE Advanced/5G通訊的關鍵設備。
國際大型電信業者 各有採購建置規畫
綜合前述觀察，Small Cell出貨仍以北美市場為主，西歐與亞太市場則在採購需求動能逐漸浮現下，成為出貨量成長最快的區域，2015年全球Small Cell出貨量達5.8百萬台，預期2020年將成長至15百萬台(圖2)。
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| 圖2 2015∼2020年全球Small Cell出貨量預測 |
Sprint
自SoftBank購併Sprint以來，於2014年起在全美80個大型都會區推動網路密集化(Network Densification)計畫，共要部署約7萬台戶外型Picocell，藉此提升整體網路寬頻服務競爭力。在此計畫下Small Cell的主要供應商為Mobilitie，約供應2萬台；其餘供應商如Nokia提供支援LTE並整合Wi-Fi功能的Flexi-Zone Microcell/Picocell產品，Airspan則在LTE Small Cell虛擬化無線接取技術上提供解決方案。
AT&T
2013年AT&T宣布為期三年的無線/固網網路升級計畫(Project Velocity IP, VIP)，投資於無線網路的金額約80億美元、固網網路投入約60億美元；在無線網路升級規畫中，預計擴增一萬座Marcocell、一千個分散式天線系統(Distributed Antenna System, DAS)以及四萬台Small Cell。但截至2015年底，Small Cell仍只部署約二萬台，主要因素可從AT&T購併無線服務供應商Leap Wireless取得AWS與PCS頻譜資源案件看出端倪，顯示AT&T在強化行動寬頻服務競爭力時，仍以擴大頻譜資源為首要策略考量。雖然AT&T暫緩Small Cell的導入速度，但其仍視Small Cell為異質網路架構中的重要關鍵組成，對未來Small Cell產品需求，仍持續以整合3G/4G+Wi-Fi之多模Metrocell為主。
Vodafone
2015年Vodafone聯合網通設備大廠愛立信(Ericsson)與晶片大廠高通(Qualcomm)在荷蘭進行的未授權頻譜LTE(LTE-U)測試計畫中，採用Ericsson RBS 6402 Indoor Picocell與Qualcomm Snapdragon X12 LTE晶片，利用輔助授權頻譜接取(LAA)載波聚合技術，整合1.8GHz LTE授權頻段及5GHz LTE未授權頻段，以2×20MHz頻寬，達成了286Mbit/s的下行速率。由於整合低頻段與高頻段的載波聚合技術，是未來發展B4G/5G的重要關鍵之一，Vodafone亦透過與設備、晶片大廠的聯合，積極測試Small Cell在次世代通訊架構之應用。
NTT DOCOMO
NTT DOCOMO於2014年發表5G白皮書提出多項建構5G通訊環境的關鍵技術，其中大規模多重輸入多重輸出(Massive MIMO)以及虛擬基地台(Phantom Cell)搭配，為建構5G通訊環境的核心技術之一。Phantom Cell概念更是利用Marcocell與Small Cell在不同頻段的頻譜，互相針對相同行動終端設備進行數據傳輸，由Marcocell以低頻段C-plane傳輸維持基本訊號覆蓋範圍，保持基地台與行動終端設備良好的連線性，Small Cell則利用更高頻段U-plane提升基地台與行動終端設備間的數據傳輸速率及吞吐量；但因高頻段的訊號傳輸距離短及訊號穿透性差，須搭配Massive MIMO天線技術，以補足高頻段訊號傳輸之不足，方能發揮大小基地台融合的實力。
2015年起NTT DOCOMO與多家網通設備大廠進行5G Small Cell通訊設備測試。如NTT DOCOMO與Ericsson於日本神奈川縣橫須賀市研發中心室外，成功利用Small Cell在15GHz頻段搭配4×4 MIMO條件下，對時速10公里的移動車輛進行通訊傳輸，實驗結果最高下行速率達4.5Gbit/s。此外NTT DOCOMO亦與華為在5GHz頻段下，利用先聽後送(Listen Before Talk, LBT)傳送技術，進行LAA與Wi-Fi共存技術驗證。
China Mobile
China Mobile在中國擁有最多行動寬頻用戶，2015年4G用戶總數達2.87億戶，並預計2016年將超越3G用戶數。
China Mobile於2015年陸續釋出LTE Nanocell採購需求，如第四季集體採購標案明確提出LTE Nanocell產品規格，頻段為2,320∼2,370MHz，支援20MHz頻寬、32/96個RRC連線、發射功率大於24dBm，採購總數為9.64萬台。此次Small Cell採購計畫開標結果令業界感到意外，因為得標供應商除了既有網通設備大廠如Ericsson、大唐移動、中興通訊等之外，更多的是中小型網通設備商如福建三元達、邦訊技術、國人通信、上海眾鑫等業者，這種現象產生的主因在於Small Cell產業進入門檻較其他大型電信網路基礎設備低，進而提供小型網通設備業者更佳的進入市場利基點。而台灣網通設備廠商如中磊、正文等，則延續過往與China Mobile在3G Femtocell領域的合作經驗，陸續在China Mobile實驗室完成Picocell等級的多模3G/LTE+Wi-Fi Small Cell互通性測試，並於2015年成功打進China Mobile的Small Cell供應鏈。
由於China Mobile在2015年發布技術願景「2020+白皮書」，並闡述了未來5G通訊發展關鍵包含大規模陣列天線、超密集組網、實體層訊號處理、全雙工通訊與新形態網路架構等層面。而其中在超密集組網部分，China Mobile期望透過密集布建Small Cell，以達成5G數據傳輸達Gbit/s等級以上的目標。
企業級適用大型場域 市場潛力勝家用級
目前家用Femtocell設備仍以補足或強化家中語音訊號為主要應用，用戶須額外向電信業者購買家用Femtocell設備或相關加值服務，簡而言之，在基本語音服務的月租費外，用戶須額外支出設備費或Femtocell月租費以強化家中語音訊號。近期電信業者開始主打利用家用Femtocell設備，即可使用清晰高音質的VoLTE或是VoWiFi的新興應用服務，吸引用戶採用家用Femtocell設備。
但目前用戶在語音通話的方式慢慢轉向利用免費的OTT(Over-The-Top) VoIP網路電話進行通話，付費的VoLTE或是VoWiFi應用服務對用戶而言仍缺乏關鍵吸引力，由於新興應用服務尚未成熟，在家用Femtocell上又尚未出現殺手級的應用，電信業者在採購家用Femtocell或是終端用戶的換機需求上或將逐漸趨緩。
反觀企業級以上(支援16人以上)的Femtocell、Picocell、Metrocell、Microcell產品，由於在大型室內外的應用情境及商業模式明確，讓該服務市場受到電信業者高度重視；如娛樂場所(室內外演唱會)、商辦大樓、交通樞紐與商業園區等，同屬於密集使用無線上網服務的熱點區域，當多人同時使用無線上網服務時，常常造成基地台壅塞問題；場域業者為提升區域的行動寬頻上網速率與容量，通常會尋求電信業者協助部署同時支援多通訊規格(3G/4G/Wi-Fi)的Small Cell設備在大型場域中，以強化網路覆蓋深度與廣度。
因此，由於商業模式、應用情境明確以及服務具備高附加價值，促使電信業者加速布局大型場域的Small Cell。未來企業級3G/4G/Wi-Fi多模Femtocell、Picocell、Metrocell、Microcell等產品，將取代家用Femtocel成為Small Cell未來的主力產品規格。
未來B4G/5G架構 可望扮演重要角色
面對全球行動數據流量的快速成長，既有以Marcocell為主體建構的傳統蜂巢式網路，將無法負荷未來超高流量的壓力，其次在Marcocell選址不易、布建成本高、訊號覆蓋率不足、熱點區域無法進行深度覆蓋等問題，皆讓電信業者不得不尋找新興行動寬頻接取架構加以取代。而從3G、4G到B4G甚至未來的5G網路通訊演進脈絡觀察，Small Cell從原先強化特定區域訊號及網路流量分流等目的，逐漸成為全域訊號擴展及深度覆蓋的關鍵設備。
此外，從電信營運商角度看基地台布建發展，發展新世代行動網路首先在於優化Marcocell的行動寬頻服務品質，並逐步擴充建置數量以延展Marcocell訊號覆蓋率。但Marcocell擴建有其限制，布建基地台須考量於建置成本及網路效率兩者之間取得最佳平衡，而在無法無限擴張Marcocell的情況下，電信業者正轉向大/小型基地台融合的異質網路架構設計，冀望以更低的成本、功耗且易於安裝的Small Cell作為B4G/5G網路的布建核心。
銜接次世代通訊體系 仍有挑戰須克服
未來5G網路架構中，密集布建Small Cell已成趨勢，但也有許多問題與挑戰須逐一解決，如Small Cell維運管理、訊號干擾、布建方式、回程/去程網路(Backhual/Fronthual)高數據流量乘載設計等。其中，以下技術將成為發展關鍵：
5G環境下，Small Cell將更密集布建於同一區域，故訊號干擾問題會更加嚴重，SON技術具自我優化、降低訊號干擾、提升網路容量及減少人為校正等特性，成為未來重要關鍵。
NFV可讓網路架構更具彈性以因應多樣化應用需求，透過虛擬化Small Cell及無線接取網路，可簡化營運商網路布建複雜度及提升運作效率，並開啟更多應用商機。
2016年3GPP Release 13的標準確定，其中Small Cell雙連線(Dual Connectivity)與LTE輔助授權接取(Licensed Assisted Access)等技術規格的制定，也將影響Small Cell產品規格的發展走向。
Small Cell與Wi-Fi融合不僅能有效擴展訊號覆蓋率，若能在網路接取與切換機制上有所突破，並善用LBT技術，減少Small Cell與Wi-Fi之訊號傳輸干擾，將加速產品規格融合進程。
(本文作者為資策會MIC產業分析師)