5G風潮席捲　Small Cell喜迎第二春

Gartner研究副總裁洪岑維(圖1)表示，儘管Small Cell歷年以來備受相關供應商所看好，但該市場的起飛依舊緩慢，其原因在於回程網路成本、土地徵用問題與技術挑戰。不過，此現況在2015年下半年至2016年開始出現轉機，Gartner已逐漸看到某些地區，如中國對於Small Cell布建已開始擴散。預計未來幾年，藉由5G和異質網路架構的轉變，將有望推動Small Cell採用率的增長。

圖1 Gartner研究副總裁洪岑維表示，2016年中國及其他地區導入Small Cell的數量已日益增加，預計其應用市場將逐漸成形。

隨著5G的來臨和萬物聯網的趨勢興起，既有可使用的頻譜逐漸呈現供不應求的樣貌，各大通訊廠商開始往更高頻段開發新技術。但從物理的極限來看，愈高頻的訊號無線電波穿透性較差，其本身能夠覆蓋的範圍相對較小，著眼於此，Small Cell將成為推動通訊傳輸的一大利器。

再者，資策會MIC網路前瞻技術組產業分析師徐育群(圖2)補充，相較於過去電信業者主打家庭與中小型場域訊號強化服務，近期開始逐漸轉向企業專網、室內外大型場域訊號覆蓋與VoLTE服務，將進一步促進企業級Small Cell產品需求。

久旱逢甘霖　Small Cell發展曙光乍現

根據諮詢報告Dell'Oro及資策會MIC數據分析顯示，近兩年的全球Small Cell市場呈現出三位數的增長趨勢，且未來幾年這個趨勢會持續。以2015年來看，全球Small Cell產值達1,060百萬美元，2020年產值更將成長至2,077百萬美元，年複合成長率達14%。隨著行動裝置連接上網與日俱增，全球網路資料流量不斷升溫，電信業者為給予用戶更好的行動寬頻服務體驗，加速導入Small Cell設備提升服務競爭力；尤其在5G時代，將以Small Cell為核心設備進行網路密集化建置。

圖2 資策會MIC網路前瞻技術組產業分析師徐育群分析，Small Cell逐漸朝向企業專網與大型場域訊號覆蓋邁進。

華為無線網路Small Cell產品線副總裁宋曉迪(圖3)認為，新事物價值的被認可和接受都需要一個過程。Small Cell也是一樣，經過幾年的發展Small Cell的價值已經被很多客戶認可，而這也就是為什麼Small Cell在過去幾年中快速發展的原因。行動寬頻(Mobile Broadband, MBB)，尤其是室內行動寬頻的快速發展，推動運營商需要大幅提升網路覆蓋和容量，才能夠滿足行動用戶對於高解析與高品質的影音訴求，而Small Cell正是提升用戶體驗的最重要手段。

聯網/流量暴增　催生Small Cell布建需求

諾基亞(Nokia)大中國區移動寬帶客戶解決方案管理部E2E系統解決方案經理黃世翔(圖4)指出，帶動Small Cell發展可分為四大因素，包括：

．擴增實境(AR)、虛擬實境(VR)與行動影音需求不斷提升，對於應用流量和頻寬的需求不斷攀升。

．物聯網的應用日益蓬勃，各裝置之間必須隨時上網，不容有通訊網路涵蓋漏洞，透過Small Cell將補足通訊死角，促進物聯網聯網需求。

．室內聯網應用增加，引發改善室內聯網傳輸效率的探求，例如中國大陸市場，已陸續有廠商開始建置室內智慧水表應用，而這些水表較多裝設於地下室，收訊較差，使得營運商期望藉由Small Cell幫助訊號傳輸與接收。

圖3 華為無線網路Small Cell產品線副總裁宋曉迪表示，歷經多年發展，Small Cell已被廣為接受，成為提升用戶體驗的好幫手。

．頻譜逐漸朝向5G的高頻前進，導致針對Small Cell或超密集覆蓋的小範圍需求也就越來越大。

顯而易見，由於大型基地台的訊號涵蓋範圍有限、布建成本過高，電信業者開始思考廣布成本低、體積小、功率低及易於布建的Small Cell，提高網路容量、改善室內與郊區網路覆蓋率與支援新服務，並提供頻譜整合等多項功能。

就應用場域而言，宋曉迪認為，室內行動寬頻為Small Cell的主要場景之一，尤其在室內高密度熱點場景，如體育場館、交通運輸場景，行動寬頻網路所產生的流量是平均值的數十甚至上百倍；而在室內也衍生更多一些新商業模式的創新，譬如華為和中國移動在基於Small Cell的能力下，實現室內導航與客流統計等增值應用，刺激營收成長能量。

搶攻大型賽事商機　諾基亞力推MEC技術

除了華為之外，近期Nokia也非常看好室內聯網應用場景，尤其是一些大型賽事或演唱會等大事件的應用。

圖4 Nokia大中國區移動寬帶客戶解決方案管理部E2E系統解決方案經理黃世翔認為，行動影音、5G與物聯網的帶動下，將推升Small Cell的需求暴增。

舉例來說，Nokia日前分別與中國移動和中華電信合作，在上海F1賽車和桃園國際棒球場推出結合行動邊緣計算技術(Mobile Edge Computing, MEC)與Small Cell的解決方案，以便快速處理行動網路的邊緣內容，減少用戶等待時間，具備即時、互動、安全等優點，可支援用戶語音、影像通訊、影像監控，甚至是比賽直播等需求(圖5)。

黃世翔表示，在大型賽事場館內，數萬人同時聯網、觀看影像並分享個人經驗所產生的行動數據流量過於龐大，會使得大型基地台無法負荷。即便場館內有Wi-Fi網路，但當許多用戶同時接入Wi-Fi熱點，其所產生的流量也常常會超過網路設備的負荷能力。此時，布建容易、有彈性又支援分流的Small Cell，即為支援大型賽事應用的不二選擇。

Small Cell與MEC的結合，將有助於賽事直播的同步播出，並提高用戶網路使用的效能。黃世翔談到，過去若要在比賽會內場觀看賽事直播，影片傳輸到播出需要經過製播、上傳網路、連接核心網路再回到本地基地台，最後才會到使用者手上的終端裝置，即便用戶就在賽事現場，直播內容卻得繞一大圈傳輸路徑，才會抵達用戶終端，往往會與現場有十幾秒鐘的延遲。若採用MEC技術，則可先於本地計算流量，進而回應本地業務需求，可將延遲控制至一秒以內。MEC會在基地台端預先處理部分資料，因此除了可支援大型賽事直播外，對於企業內部網路分流應用，也具備顯著優勢。

MEC技術因具備有低延遲、高容量的特性，將可支援多元應用服務發展，包含影像分析、導航、物聯網(IoT)、擴增實境、行動辦公室、智慧安全防護等服務應用；此外，MEC可於距離使用者終端最近的網路環境內，執行服務運算，將能成功降低延遲、提升網路營運效率、增強資料傳送能力，提供使用者更好的應用服務體驗。

黃世翔指出，MEC目前已獲得產業共識，且已是3GPP認定為5G演進的關鍵技術之一，支援無線網路資訊API交互功能，同時於IT通用平台之中，具備運算、儲存、分析的能力。

Small Cell朝向多頻趨勢發展

另一方面，於Small Cell產品規格部分，宋曉迪表示，3G和4G會長期共存，因此該公司認為無論是室內或室外的Small Cell都應該朝多頻多模整合的路線前進，並且需具有3G銜接到4G的能力。

然而，頻譜資源非常有限，這種3G/4G的蜂巢式聯網技術主要是利用授權頻段的頻譜，可用的空間受到限制，此時，非授權頻段的頻譜資源將成為授權頻譜的有效補充，對於一些頻譜較少的營運商來說成為一大助力，可提供更好的用戶體驗。因此，未來朝向授權頻段與非授權頻段的異質整合技術將成為主流趨勢，為運營商創造更多的價值。

事實上，目前這種多模多頻的基地台，還是以大型基地台為主，但可看到Small Cell已朝向多模多頻趨勢邁進，可支援2∼３個LTE頻段；與手機和電腦發展相同，同一個單一裝置上，會延伸出更多樣化的功能，其支援的頻段也更加寬廣，先從單頻段提升至三頻段，甚至增加一些非授權頻段的功能。

圖5 MEC技術將為用戶帶來多樣化的價值

今日小型基地台擴增範圍等異質網路功能皆運用載波聚合技術，進一步來說，跨基地台聚合方便用戶從多個基地台選擇最佳鏈路，例如用戶可聚合小型基地台的範圍擴增載波，以及大型基地台的主載波，因此享受前者更高容量，以及後者更大覆蓋範圍，進而提升小型基地台使用效益，以及從大型基地台卸載更多流量，為所有的用戶提高資料速率。

使用未授權5GHz頻譜的LTE網路適合建置小型基地台，並提供高容量、高覆蓋範圍，以提升使用者體驗。而營運商為了解決困境，必須以授權頻譜為基礎，同時透過5GHz頻段的未授權頻譜，即可提升容量。

整體而言，目前授權頻段與非授權頻段的異質整合技術有三種類型，分別是LAA、LWA與LTE-U。前兩項技術為3GPP所認可的標準，而LTE-U則是由高通(Qualcomm)所發起的產業聯盟制定的標準。

根據華為《微基站能力開放白皮書》所述，LTE技術與Wi-Fi技術相比，能提供更高的頻譜效率和更好的覆蓋。同時，LTE擁有更完善的安全機制，可以針對不同用戶類型和業務類型提供差異化的接入策略來保障良好的用戶體驗。因此，基於LTE原理的LAA技術可以最大化非授權頻譜效率，相較於Wi-Fi更具有優勢。

宋曉迪表示，現階段LAA的標準已大致底定，為產業發展做了一個很好的規範。該公司認為LAA技術能夠幫助運營商更好地運用非授權頻譜，來給最終用戶提供一個很好的行動寬頻體驗，因此華為全系列Small Cell產品皆支援LAA技術，其中，該公司的LampSite解決方案為業界首款支援LAA技術的解決方案，並且已經成功地商用。

相較之下，LTE-U標準可說是LAA標準的前身。由於Wi-Fi本身是採用非授權頻段，加入了LTE技術後，導致頻段間互相干擾與爭奪頻段的問題發生，為了使兩項技術得以和平共存互不干擾，LTE-U與LAA內建LBT(Listen Before Talk)機制，減緩頻段相互競爭的疑慮。

黃世翔表示，由於LTE-U標準出現時間較早，因此該公司很早以前就開始實施相關產品的測試，目前該公司已有一些增強版用於Pico等級的產品。針對LTE-U的既有用戶，更可在不須更換硬體的前提下，透過軟體升級支援LAA技術。

整體而言，LAA與LTE-U的異質整合架構，營運商不是使用Wi-Fi技術，而是使用非授權頻段，因此需要LBT機制，避免搶頻段的問題；而LWA架構則是營運商事先整合於傳輸層蜂巢式與Wi-Fi網路，其網路架構迥異於LAA和LTE-U。

黃世翔分析，一般來說，營運商會依照自身的營運狀況選擇適合的異質整合技術。通常使用LWA技術的營運商，除了本身的蜂巢式技術外，還會同時擁有Wi-Fi AP(Access Point)建置，因此可互相整合基站端的基頻單元裝置(Base Band Unit, BBU)與Wi-Fi內部訊號。另一方面，採用LAA與LTE-U技術的營運商則是大多無Wi-Fi AP的營運商。

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6)補充，LWA技術本身最大的好處，是可直接於通訊協定部份做軟體的變更，而毋須設計專屬的對應晶片，因此可以減少重新開發新晶片的成本，同時縮短相關產品上市的時間。

丁邦安進一步表示，無論是LWA或LAA皆需手機廠與基站的同時支援。以毋須更改晶片的LWA技術來看，從標準底定一路到產品推出的過程，約莫一年時間，而LAA從製作晶片、測試到成品階段，至少須歷經兩年時間。有鑑於此，丁邦安預估，2017年上半年，即有機會看到LWA的手機產品面世。

圖6 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，無論是哪一類型的異質整合技術，皆須手機廠與基地台支援，方能實現其效能。

對此，黃世翔也表示相同看法。他認為，明年LAA與LWA異質整合技術發展將逐漸明朗。目前該公司已有一些Small Cell進入樣品階段，且今年已於上海全球行動通訊大會(MWC)發表與聯發科合作，基於LWA標準的Small Cell產品。

丁邦安透露，通常營運商選用Small Cell時，經常會要求Small Cell尺寸要小且便於安裝，以利於快速提升用戶體驗及未來的產品相容性，同時，以毋須額外採買設備及兼具相容5G技術為前提。這些因素代表營運商希望能以最少的資源，發揮其最大效益，並跟上未來5G的演進歷程。

5G被視為是智慧聯網社會發展關鍵，吸引全球大廠積極投入布局，包含華為、Nokia、愛立信(Ericsson)與高通等晶片及設備大廠競逐焦點，可見未來商機無窮；但不可否認，5G在高頻段的應用，亟需透過Small Cell的協助以維持訊號強度，因此5G與Small Cell的市場將互相拉抬，為相關產業創造另一波成長高峰。