小型基地台(Small Cell)商機爆發,全球各地電信營運商紛紛展開大規模現場試驗,且已有部分地區進入商用部署階段。小型基地台的發展趨勢持續加溫並迅速展開,除了改變行動網路布建的典範外,還可望為相關供應鏈業者未來的營收成長注入一劑強心針,前景備受市場看好。
4G用戶及用量大幅成長,吸引各大營運商紛紛投入Small Cell的試營運。台灣地區來看,已有中華電信和遠傳電信開始逐步於自家門市布建試營運據點。
遠傳電信網路暨技術事業群執行副總經理饒仲華(圖1)表示,台灣各家業者目前正在試點及試營運中,雖然尚未有大量規畫及布建,不過遠傳看到Small Cell在快速安裝及改善客戶體驗極具優勢,故在試點及試營運後,將會依據客戶需求逐步擴大。
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圖1 遠傳電信網路暨技術事業群執行副總經理饒仲華表示,因應未來5G趨勢,該公司已展開Small Cell試營運。 |
饒仲華進一步指出,Small Cell可有效改善客戶體驗以及補足低樓層訊號的不足,同時也是未來5G的重點布建方式;再者,Small Cell同時具備小型化與低成本優勢,可望見到台灣本地設備製造商開發更多Small Cell產品。
以現階段來說,Small Cell主要以4G+3G聚合技術為主,兩者相互搭配可同時滿足3G以及4G用戶需求。除此此外,於多頻多模的行動電話網路中,載波聚合(CA)技術相當重要,可藉此將多頻段聚合提供用戶更佳的上網體驗,然而目前Small Cell並無CA功能,饒仲華預測,2018年將會出現具備CA功能的Small Cell,且於發射功率上將會有更多規格選擇。
另一方面,在中國地區,亞德諾(ADI)通訊基礎設施業務部門中國區戰略市場經理解勇(圖2)表示,現今在中國已展開大規模的現場試驗,且部分地區已實現商用化;2017年將持續維持此一趨勢並迅速發展開來,形態將以分散式的PicoRRU為主,以提升室內和熱點地區的容量和覆蓋率,通訊技術將涵蓋2G、3G及4G LTE。與此同時,一體化小基站(Femtocell/Picocell)也將擴大招標規模,和PicoRRU相輔相成,提高家庭和室內4G網路的容量和覆蓋率。
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圖2 亞德諾通訊基礎設施業務部門中國區戰略市場經理解勇指出,中國正積極布局PicoRRU為主的無線網路架構。 |
PicoRRU是基頻單元裝置(BBU)加多個遠端無線射頻單元(RRU)的分散式形態,布建靈活、容量可擴展,且性能要求相對更高,射頻指標要向大型基地台(Macrocell)看齊。
解勇指出,Small Cell的形態及建置不盡相同。在中國市場,Femtocell以支援4G的基地台為主;PicoRRU則不僅要支援4G,還要同時支援3G和2G,以提高室內的網路容量並同時解決訊號覆蓋問題,保證手機能打電話和高速上網。
隨著穿戴式裝置、嵌入式裝置的激增,以及智慧終端機器滲透率的節節升溫,根據華為數據統計,預計全球行動寬頻用戶將從2015年的30億暴增到2020年的67億。
為支援更高傳輸率、多使用者的需求,Small Cell的相關供應鏈,包含天線製造商、晶片製造商、硬體製造商、傳輸設備製造商等廠商皆會受惠於此,預估將會掀起一波龐大的換機及採購潮,以符合接踵而來的5G應用需求。
群雄競逐Small Cell 市場競爭越演越烈
據Small Cell Forum統計,全球有上百家公司參與到Small Cell產業,其中能夠提供整套解決方案的設備商也有12家。無論是傳統設備商還是新興廠商都將以Small Cell作為未來重要的發展方向,在此領域進行創新。
資策會MIC網路前瞻技術組產業分析師徐育群表示,目前Small Cell設備大廠包含華為、愛立信(Ericsson)與諾基亞(Nokia)等廠商,其布局方向也略有不同。以華為來說,主要發展B4G/5G的關鍵技術,已在室內外Small Cell產品上實現B4G關鍵技術應用,並聯合中國移動在LampSite和Book RRU上成功演示5G新技術,實現Gbit/s等級的行動寬頻體驗;Ericsson則鎖定企業應用市場,積極推出支援LTE授權與非授權頻譜載波聚合之軟硬體產品,如RBS 6402 Picocell與Networks Software 16A,並於Vodafone LTE商用網路成功聚合1.8GHz與5GHz頻段,達成下行速率286Mbit/s;Nokia則是透過併購阿爾卡特朗訊(Alcatel-Lucent)擴大客戶服務版圖。
徐育群進一步分析,Alcatel-Lucent在Small Cell供應鏈布局完整,尤其在回程網路(Backhaul Network)技術與自組織網路(SON)的專利上具備相當優勢,再者,該公司掌握北美、歐洲大型電信業者客戶訂單,對Nokia而言,無論是在關鍵技術掌握與客戶版圖拓展均可獲益。
除了這三大廠商外,積極布局Small Cell的設備商還包含思科(Cisco)、三星(Samsung)、Commscope、SpiderCloud與ip.access等廠商,其市場布局策略與最新動態請參考表1。
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表1 各設備商布局Small Cell市場的策略分析表 |
顯而易見的,解勇表示,Small Cell市場競爭很激烈,特別是中國營運商集體採購帶來的價格戰。但市場整體趨勢會往上發展,價格競爭應該也會越來越趨於理性,隨著Small Cell在中國的大量部署,相信大家都會從中受益。
舉例來說,華為無線網路Small Cell產品線副總裁宋曉迪指出,成本是所有產品大量出貨的重要因素。在2014年,華為提出了「站址眾包」的概念,由設備商和第三方合作方商談站址,營運商只需要為站址支付少量的使用費,降低營運商的選址壓力與部署Small Cell的成本。
隨著5G的到來,更多的頻譜會得到釋放,尤其是高頻段的頻譜,這將對於Small Cell的射頻能力造成更高的要求。射頻模組部分需要支援更寬的頻寬,並且要提高產品整合度,在產品體積不變或者變小的情況下支援更大的射頻發射頻寬。
克服成本/功耗/尺寸挑戰 ADI射頻解決方案上陣
解勇認為,Small Cell最大的挑戰在於系統成本,以及系統的尺寸和功耗大小。為解決此問題,該公司最新推出AD937x系列產品,鎖定高性能、高頻寬和更大輸出功率的Small Cell應用市場。
其中最新一款AD9371整合式寬頻射頻收發器(RF Transceiver)是無線通訊、航太防衛電子、電子量測設備等應用的理想選擇,這些應用需要寬頻率範圍的高性能無線電,同時保持低功耗水準。此元件涵蓋300MHz到6GHz頻率範圍,支援高達100MHz的接收器和發射大訊號暫態頻寬;高達250MHz的觀察接收器和發射合成頻寬;完全整合型LO和時鐘功能;以及內建高度先進的校準和校正演算法。
此元件支援廣泛的標準和應用,可減少客戶所需的設計變量數目,從而降低元件和開發成本,同時具備多功能特點、易用性和更低的尺寸重量及功耗(SWaP),讓設計人員能夠在下列應用中部署無線電,包含建築物、路燈燈柱和辦公室牆壁上,以及多波段基地台等。
解勇透露,早在2010年開始,ADI就開始布局Small Cell領域,推出了針對Femtocell和Picocell的射頻TRX AD936x產品。經過幾年努力耕耘,該公司相信明年將是ADI在Small Cell豐收的一年。
解勇表示,ADI基於射頻收發器技術,會朝著更高整合度,更低功耗和更好的性價比去演進發展,和系統廠商緊密合作以解決Small Cell面臨的挑戰。
另一方面,解勇透露,成本也是決定其商業成敗很關鍵的因素,目前Small Cell的成本相對前兩年已經有較大幅度的下降,達到了營運商可以接受的程度,而這正是業界共同努力推動的結果。
值得一提的是,除了通訊技術不斷突破外,頻譜資源更是網際網路不可或缺的要素。綜觀6GHz以下頻譜的發展,3GPP在WRC-15會議及R13標準制定之後,展開L Band(1.5GHz)、C Band(3.5GHz)、以及5GHz等頻段應用,這將促進LTE-U與LAA的發展和快速部署,Small Cell作為提升網路容量和覆蓋的有效手段將會得到廣泛應用。
同步需求更甚以往 SiTime全新時脈方案一把罩
高速網路與無線網路的需求勁揚,加速了Small Cell網路架設數量與日俱增,營運商對於傳送頻率同步要求更勝以往。因應此需求,SiTime祭出以微機電系統(MEMS)為基礎的Elite Platform解決方案,其中包含溫度補償型振盪器(TCXO)等多款振盪器,滿足小型基地台、微波回傳傳輸、同步乙太網路與光學設備的動態效能。
SiTime執行長Rajesh Vashist(圖3)表示,受到網路密致化(Network Densification)趨勢影響,在地下室、路邊、屋頂與電線桿等不受控環境中部署的設備數量快速增加。因此,動態時脈效能對連網、伺服器、儲存與電信公司(NSST)來說更是極為重要,這些系統裡的精準時脈元件,必須能在高溫、熱震、振動以及不可預期的氣流下持續運轉,同時又必須保持時鐘同步需求,以維持連網品質。
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圖3 SiTime執行長Rajesh Vashist認為,MEMS振盪器將成為NSST領域的好幫手,在劇烈環境下,維持穩定與同步的效能。 |
Vashist指出,此一基於MEMS的Elite Platform精密元件,即是專為解決電信與網路設備存在已久的時脈問題所設計。Elite Platform可協助通訊設備即使在有環境壓力源的情況下,仍可達到最優異的效能、可靠度及服務品質。2015年SiTime的MEMS振盪器於NSST領域的市場營收大約占總營收的15%,預計在推出新的時脈解決方案後,於全球通訊及網路時脈市場營收將大幅增長。
Mobile Experts創辦人暨首席分析師Joe Madden談到,新型電信基礎設備使用4G/5G小型基地台和同步乙太網路來增加網路資料容量,這些系統裡所使用的高功率元件,熱負載將會很高且數值不斷變化。當溫度快速變化,精密時脈元件的動態效能,就會變成這類型設備的必備條件。
SiTime產品市場總監Jeff Gao透露,目前NSST領域的通訊設備,其時脈元件多採用石英製造的恆溫振盪器(OCXO),此類型元件具有很高的穩定性,但較為耗電,且成本與尺寸較高;相較之下,MEMS技術在動態環境狀況下原本表現就比較好,故現已有許多廠商採用該公司新型TCXO做為石英技術的替代方案。
整體而言,Gao談到,2016年已看到許多服務營運商開始討論如何導入Small Cell的網路架構。在此情況下,預估整體產業將於今後兩年之間,Small Cell的產量將真正開始爆發。