固定/行動網路匯流加速　行動網路回程技術重要性遽增

圖1　Any Content、Any Where、Any Device新網路生活型

若以行動裝置的使用率來看，全球智慧型手機使用者年成長率為42%，總使用人數已超過11億人，但此數字僅占全球手機使用者17%，在未來仍有相當大的成長空間。因此面對行動數據服務需求暴增，以及行動裝置普及率快速成長，全球電信運營商無不加快腳步，積極改善其無線網路基礎建設，以因應行動寬頻網路時代的來臨。

如何建構下一代的行動通訊網路以滿足快速成長的頻寬需求，是電信運營商未來幾年最迫切的營運重點。為提供行動通訊裝置高頻寬與高品質的網路服務，無線行動網路正朝向下一代第四代行動通訊(4G)網路技術演進，近年來，4G長程演進計畫(LTE)已成為電信運營商選擇部署無線網路的主流技術。

固定/行動網路匯流勢不可當

行動網路朝向4G LTE發展，未來行動網路基地台將以小型蜂巢式基地台(Small Cell)為主。根據Informa Telecoms & Media公布的市場報告顯示，98%的行動電信業者認為Small Cell在未來的行動網路是不可或缺的，並預估在2015年Small Cell存取點(Access Point)將達到六千萬台。

隨著4G LTE Small Cell基地台的擴建，衍生了另一個重要議題：如何將龐大的寬頻資料流量從LTE基地台回程(Backhaul)到電信機房中心(Central Office)？因此行動通訊回程網路(Mobile Backhaul)的寬頻網路建設成為下一代行動網路發展的關鍵重點。

當Small Cell大量部署時，必須採用有線寬頻網路當Backhaul傳輸，根據Infonetics市場分析預估，2016年行動網路Backhaul寬頻傳輸設備商機將高達97億美元，約有新台幣3,000億元市場規模。無線4G LTE與有線(光纖或銅線)寬頻網路結合的固定/行動網路匯流(Fixed Mobile Convergence, FMC)，可望成為未來10年網路建設的新興主流方案。

揀選行動寬頻網路回程方案

固定/行動網路匯流時代來臨，布建微型基地台(Picocell)可以解決無線訊號不佳的盲點或用戶數量過多之熱點頻寬不足的問題，但是分散在外的Picocell基地台與電信機房的連接卻是另一項棘手的問題。

圖2　Mobile Backhaul傳輸網路常見解決方案

Mobile Backhaul傳輸網路的線路鋪設、設備建置、網路維護等，都遠比部署Picocell更困難，且投入資金更大。Mobile Backhaul傳輸網路最常見的解決方案有下列幾種(圖2)：

對電信營運商而言，以有線寬頻網路當作行動網路Backhaul傳輸是大勢所趨，固網與行動通訊網路間的藩籬逐漸消失，網路匯流及技術的演進，代表新興服務的無限可能性。

不管是以銅線為傳輸介質的數位用戶線路存取多工器(DSLAM)，或者光纖(Fiber)傳輸的PON和Active Ethernet，未來電信運營商在Backhaul的傳輸網路建設都將耗費大量的資本支出(Capital Expenditures, CAPEX)與營運成本(Operation Expenditures, OPEX)，如何能提升服務的頻寬與品質，同時又能有效降低CAPEX和OPEX，是各國行動運營商競爭力的關鍵。

Mobile Backhaul技術探析

目前寬頻網路最常使用的傳輸媒介以銅線、光纖、微波三種最為普遍。以下將分別針對三種傳輸媒介的技術演進過程概要說明。

銅線普及度最高

銅線是目前電信運營商最普及的傳輸媒介，如何對銅線做最有效率的利用，一直是運營商努力的目標。

從超高速數位用戶迴路(VDSL)綁定(Bonding)、向量運算處理(Vectoring)到幻象模式(Phantom Mode)，第二代超高速數位用戶迴路(VDSL2)各項新技術的持續發展，使得傳輸速度不斷提高，不但滿足頻寬需求，也可以讓電信業者重複利用既有銅線，對於Backhaul設備會因流量負載(Traffic Loading)狀況做動態調整的特性，普及性高的銅線在供裝上還是具有相對的優勢。

銅線傳輸以DSL技術為主，HDSL/HDSL2可以提供相當於傳統T1/E1介面上下行1.544Mbit/s及2Mbit/s的速度，面對更高速的頻寬需求，SHDSL可提供5.7Mbit/s的速度。 而第二代加強型非對稱性數位用戶迴路(ADSL2+)則可達到28Mbit/s。

至於更先進的VDSL2加上Bonding和Vectoring技術，利用多對銅線與串音消除(Crosstalk Cancellation)技術，可在既有的銅線上實現高達400M?500Mbit/s的傳輸速率，滿足高速封包存取(HSPA)及LTE Backhaul的頻寬需求。

因此VDSL Bonding和Vectoring技術將延長銅線的生命週期，並擴大銅線的使用率，是目前Backhaul傳輸技術中，最具經濟效益及未來發展潛力的解決方案。

光纖為下一代回程網路布建首選

光纖是大家公認最終也是最佳的解決方案。高頻寬及不受電波干擾的穩定傳輸特性，使光纖成為行動基地台聚合(Cell Site Aggregation)以及行動核心網路最佳的傳輸媒體，而且光纖可以提供超過1Gbit/s的傳輸頻寬。到2015年，三個基地台共用Backhaul的頻寬需求可能高達3Gbit/s，光纖是唯一可達到pre-Aggregation 10Gbit/s頻寬需求的傳輸媒介。

光纖網路可以提供主動(Active)及被動(Passive)兩種不同的傳輸模式。被動式光纖傳輸一方面可以滿足頻寬分享的經濟模式，也可以提供高安全性需求的保密傳輸模式。在目前日漸趨於合理的供裝成本下，光纖是部署下一代Backhaul寬頻網路的首選，也是回程聚合(Backhaul Aggregation)及核心網路的主要傳輸技術。

根據不同的光纖傳輸技術，可以採用xPON(APON/BPON/GEPON/GPON)和P2P Active Ethernet兩種不同的解決方案，用來建設下一代Mobile Backhaul寬頻網路。

對於高頻寬需求的Cell Sites，P2P Active Ethernet對稱式頻寬能滿足高品質(High Quality)的上行頻寬。從網路安全問題的角度衡量，xPON技術本身是分享媒體(Shared Media)，雖然用在一般開放式存取網路(Access Network)比較有安全上的顧慮，但用作Mobile Backhaul的封閉性專屬網路，則比較無安全上的顧慮。

至於P2P Active Ethernet可以提供非分享式的高頻寬服務，更適用於Backhaul和Aggregation網路。

微波技術部署彈性高

微波技術有著簡易快速供裝的優點，隨著行動技術的演進，微波Backhaul也不斷有新技術推出來提升頻寬。

舉例來說，業界已開始討論使用新的頻譜，進一步增加頻道頻寬的方式；或採用非同步及多重輸入多重輸出(MIMO)技術來因應高頻寬的需求；混合型無線電(Hybrid Radio)的傳輸模式則滿足從分時多工(TDM)服務(Service)逐步邁向以封包為基礎的服務(Packet Based Service)的轉換需求。

有些區域運營商不會布建大型的基地台，轉而布建Small Cell，因此增加Backhaul連結(Link)的網路需求。

一方面固網的連結密度通常不會太高，無法在最佳的Small Cell布建地點找到固定線路(Fixed Line)的連接點，也不可能犧牲Small Cell的覆蓋率來將就固網連接點，若要鋪設新的光纖又不敷成本，因此微波的彈性部署成了電信業者的最佳選擇。

由於微波Backhaul設備須要具備兩個天線間的直視路線(Line of Sight, LOS)，這在建築物林立的都會區是一大難題。然而在郊區或鄉村，Small Cell通常須要裝設在非電信業者的資產上(如電線桿或房屋外牆)，這些地方很難有光纖或銅線的布線，但卻比較容易具備直視路線的條件，適合Backhual微波的部署。目前最常見的微波技術有下列三種：

FMC提升電信業者競爭優勢

顯而易見，新型態的固定/行動網路匯流設計，將使固網和行動網路得以無縫(Seamless)連接，以發揮更強大的功能突破網路界線，將寬頻網路無縫延伸至任何地方。

基於上述的設計優勢，固定/行動網路匯流將成為下一代全球無線、行動、寬頻網路發展的新趨勢。全球電信營運商也希望藉由部署快速、維護成本低、簡單有效率的下一代網路，從而實現各種可以獲利的創新服務，以擴大營運規模。

除此之外，對電信運營商而言，固定/行動網路匯流還可創造更多元的營收機會與服務型態，進一步提升電信業者競爭優勢。

(本文作者任職於盟創科技)