傳輸效率/覆蓋率/頻譜問題改善
LTE發展邁向康莊大道

隨著消費者對於高畫質影音資料的需求提升，以及電信業者欲提供更好的行動應用服務予消費者，行動寬頻技術已逐步邁向4G的發展，繼全球微波存取互通介面(WiMAX)率先問世，並持續推動新規格，因應市場所需後，受到更多電信業者青睞的長程演進計畫(LTE)，發展更是如火如荼，事實上，WiMAX與LTE仍屬3.9G範疇，不過國際電信聯盟(ITU)已將兩大技術含括於4G通訊中，而WiMAX與LTE的不斷發展，象徵全球4G通訊時代已接近。

LTE成為行動寬頻技術主流已無庸置疑，全球包括設備商或電信營運商莫不積極發展。2010年底威瑞森(Verizon)在美國的三十八個城市及超過六十個商用機場開通LTE網路；AT&T則計畫於2011年年中推出4G商用服務。日本營運商NTT DoCoMo在東京、名古屋和大阪三大主要城市推出LTE服務，並計畫至2013年前，投入36億美元興建一萬五千個LTE基地台，覆蓋日本40%的人口。南韓業者日前則宣布成功開發出全球最快的4G行動通訊系統。據統計，目前全球已有七十個國家和一百八十家地區電信運營商正部署、測試或評估LTE，並有十七家營運商正式推出LTE商用服務。中國大陸自然也不會缺席4G市場，中國移動與高通(Qualcomm)於2010年上海世博建置分時長程演進計畫(TD-LTE)示範網路，日前中興、華為與和記黃埔簽署LTE商用合同，計畫在瑞典、丹麥部署2.6GHz頻段的LTE分時多工(TDD)與LTE分頻多工(FDD)，這也是李嘉誠首次明確表態部署LTE技術。

LTE不斷有所進展，預計到2012年，全球將有六十四個國家完成4G頻率發放。不過，LTE卻面臨技術挑戰，包括覆蓋率與傳輸效率如何進一步提升，以及過於複雜的頻譜等，所幸，在晶片、網通設備商與電信業者的努力下，已展現一線曙光。而WiMAX與CDMA系統也將繼續向前升級至4G技術範疇，因此仍有其市場生存空間。

借鏡NTT DoCoMo　LTE頻譜障礙迎刃解

LTE因頻譜太分散，造成無法漫遊的問題，不但影響商用化進程，也成為電信營運商、晶片業者與相關產品製造商的一大挑戰。為避免頻譜成為發展絆腳石，NTT DoCoMo在發展LTE前，即計畫整合日本過於分散的頻段，並善用既有的2G、3G頻譜，成功解決LTE頻譜問題，並一舉提升傳輸速率。

圖1　野村總合研究所副總經理陳志仁表示，台灣2G執照已確定展延至2016年，因此冀望公單位能釋出更多頻段供LTE所用。

事實上，NTT DoCoMo並未發展3.75G技術，而是直接由3G升級至LTE，野村總合研究所副總經理陳志仁(圖1)表示，NTT DoCoMo跳過高速封包存取(HSPA)3.75G，跨入4G技術發展的原因在於，NTT DoCoMo深諳消費者對於行動服務的品質越來越要求，行動寬頻網路容量與傳輸速率須不斷提升，才能有效減少封包傳遞的延遲，因此LTE將是較佳的技術選項。然而發展LTE並非一蹴可幾，LTE頻譜分散的問題，導致頻譜使用效率不佳，更重要的是，全球LTE頻段涵蓋太廣，電信業者各自選擇不同的頻段，也會造成使用的手機無法全球通用。

為解決上述問題，第三代合作夥伴計畫(3GPP)積極與全球電信業者商討，希望能於2020年前解決頻譜的問題，但目前全球絕大部分的電信業者並無法取得一段完整且連續的頻譜供LTE所用，再加上各國可騰出的頻段也不一致，因此仍需長時間的討論與各國政府的努力，才能達成共識。

而日本電信業者中擁有最多商用頻譜資源的NTT DoCoMo，經過長時間的努力，並意識到須妥善運用不同的頻段，盡快解決頻譜問題，因此現階段已擁有乾淨且集中的頻段可供2G、3G，甚至LTE使用，2010年NTT DoCoMo已開始使用LTE技術進行資料封包的傳輸，並同時導入3GPP Rel. 10的技術規格，提升其頻段使用率。預計2015年將加入語音封包，至2020年NTT DoCoMo現有的頻段將可同時運行LTE與LTE-Advanced。陳志仁強調，NTT DoCoMo已大規模在現有3G的2GHz頻段架構LTE網路，為該業者積極解決頻譜問題的成果之一，也讓NTT DoCoMo可搶占LTE規格制定的參與權，進一步擴大海外電信營收。

針對台灣於LTE的發展，陳志仁則指出，雖然國家通訊委員會(NCC)對取得WiMAX執照的業者並不限制該頻段不能用以發展LTE，但是目前十家電信業者中並未有一家拿到全區的執照，TDD與FDD技術也未與全球接軌，因此台灣要順利發展LTE，除需政府釋出更多頻譜資源外，電信業者也可吸取NTT DoCoMo的經驗，先期針對頻譜問題逐一解決。

展現4G綜效　跨網整合成必然

圖2　遠傳電信網路暨技術事業處協理江華珮表示，雖然用戶不在乎電信業者提供何種技術，僅關心使用服務時的順暢度，但已為電信業者帶來極大挑戰。

隨著可聯網的裝置越來越多，對於頻寬的需求也越來越高，為提高資料傳輸速率，4G通訊技術應運而生，不過，要展現4G高傳輸速率，讓消費者體現最順暢的4G通訊服務，則需要各種網路技術系統的融合，包含有線與無線網路，以及各世代通訊技術的整合，才能達成。

根據易利信(Ericsson)資料統計，自2000年開始到2025年，內建聯網功能的行動裝置將達五百億台，成長曲線幾近垂直，用戶數則為五十億。要消化如此龐大的服務需求量，單單以4G通訊技術仍無法解決，一旦用戶同時使用服務的裝置數量太多，仍不免造成網路塞車的問題。遠傳電信網路暨技術事業處協理江華珮(圖2)表示，除了聯網裝置的爆炸性成長外，直至2015年，數據傳輸也將成長十八到六十倍不等，有此較大的差距端看電信營運商是否願意投下重金，持續擴大現有的網路頻寬，然而多數電信業者在先前投資的成本尚未回收前，不願意再度投入更多的資源，無限提高網路頻寬速度，因此如何以既有的網路設備，提升網路頻寬使用率，即成為現階段營運商努力的目標。

圖3　阿爾卡特朗訊LTE解決方案副總經理鄭希峰表示，支援多種網路的整合式設備，須能應付不同技術所產生的訊號干擾問題。

以目前最夯的LTE為例，未來營運商新的布建方向可朝融合多個網路系統發展，江華珮指出，有線技術傳輸品質較為穩定，傳輸速率也較快，因此可較快連結雲端運算中遠方的伺服器，以便快速傳遞服務至消費者的行動裝置中，若是完全使用無線通訊技術，將無法負荷。此外，各世代網路系統的連結也相當必要，如LTE與增強版高速封包存取(HSPA+)、3G相容，用戶可透過LTE或HSPA+使用各式服務，利用3G進行語音通話，可分散LTE頻寬的負擔。

融合多種網路系統的同時，網通設備也應進行升級，才能減少電信業者的成本支出，江華珮認為，多重標準無線電(Multi Standard Radio, MSR)技術可讓不同的無線技術整合於相同頻段的機櫃，如可讓業者於既有的2G/3G機櫃中，支援LTE技術，WiMAX設備亦可擴增TD-LTE技術的支援，進一步降低營運商的成本。

因應多網整合　網通設備商精銳盡出

圖4　易利信大中華暨東北亞區技術長張懇指出，台灣業者挾過去發展用戶端設備的經驗，有很大機會扮演4G產業中的重要角色。

多網融合已成既定事實，網通設備商也積極開發產品，以期可協助電信營運商解決成本問題，更可進一步貼近環保需求。阿爾卡特朗訊(Alcatel-Lucent)LTE解決方案副總經理鄭希峰(圖3)表示，可以單一平台支援不同技術，已成為目前電信營運商選擇網通設備最大的考量之一，因此阿爾卡特朗訊除推出多種技術合一的網通設備外，也認為電信業者應積極布建小型蜂巢式設備，不但可用較低功率進行訊號的傳輸，也可最大利用頻寬資源。另外，電信業者的網路布建也應融合多層網路的概念，亦即不同密度或距離應建構最適合的基地台，如家中為毫微微型蜂巢式(Femtocell)基地台；大於10公里則建置超微型蜂巢式(Picocell)基地台等，即可在提高訊號覆蓋率與服務品質的同時，也兼顧消費者對電磁波的疑慮及降低布建成本。

易利信也已推出多重技術標準的網通平台，該公司大中華暨東北亞區技術長張懇(圖4)指出，多網融合亦代表LTE技術須向下相容，而整合型儀器將最能符合市場對成本的要求。此外，電信業者也應思考節省LTE布建成本後，如何提高營收來源，回收其所投入的成本？張懇表示，分析威瑞森LTE資費初步的計價方式，該業者以頻寬大小來區分，5GB的用戶，每月收取50美元的費用；10GB的用戶則是每月收80美元，若用戶要增加額外的頻寬速度，則每1GB加收10美元的費用，可見威瑞森並無計畫推行吃到飽的方案，原因在於，固定價格，無限使用網路，對許多非吃到飽方案的客戶來說，相當不公平，也突顯電信業者無法有效運用頻寬資源的問題。

圖5　諾基亞西門子通信網路系統解決方案銷售總監陳焙煌表示，隨著行動寬頻技術頻寬的提升，將可開發更多元的應用服務。

至於網通設備廠商如何於單一機器中實現支援多種不同技術？諾基亞西門子通信(NSN)網路系統解決方案銷售總監陳焙煌(圖5)認為，雖然LTE分為TDD與FDD兩種模式，中國大陸TD-LTE也將成為全球通用標準，但實際上，FDD與TDD LTE共通性可達90%以上，僅射頻(RF)有所不同，因此在設計硬體時，射頻模組即可解決FDD與TDD射頻及頻段不同的問題。華為東南亞運營商解決方案部高級總監閔宗延(圖6)則表示，LTE除了覆蓋率、資費與頻譜等問題外，更低的延遲也是消費者的考量之一，而華為的產品也能協助電信業者解決上述問題，並促使廠商更快升級至LTE，而電信業者邁入固定/行動網路匯流(FMC)的網路布建時，華為也能滿足客戶的需求。

無畏LTE聲勢紅不讓　CDMA仍占一席之地

圖6　華為東南亞營運商解決方案部高級總監閔宗延指出，LTE包容性強，允許許多不同形式的升級，亦促成WiMAX與其他技術升級至LTE的可能性。

有鑑於全球行動通訊系統(GSM)與3GPP所衍生出來的通訊技術，如寬頻分碼多重存取(WCDMA)、高速封包存取(HSPA)與LTE等，逐漸成為未來通訊市場主流，反觀CDMA2000系統與其下一代EVDO技術，看似逐漸式微，甚至被唱衰將被LTE陣營取代，不過，EVDO仍有其生存空間，最終並可望與LTE融合。

高通研發技術市場資深經理區柏齡(圖7)表示，即使全球各主要地區如美國與歐洲，甚至中國大陸皆發展自有的通訊技術規範與協會，但依循時間與消費者的頻寬需求，各式通訊技術也不斷提出新一代規範，並擁有支持的電信業者，雖然目前LTE聲勢浩大，也確認其主流地位，但其他技術包括CDMA2000系統的EVDO與WiMAX，也將持續發展，不至於發生取代效應。因此即便市場有EVDO或是WiMAX技術將至盡頭的聲音傳出，發展相關技術的台灣用戶端設備(CPE)業者也毋須太過擔憂，CDMA2000與WiMAX仍將展現其旺盛的生命力。

圖7　高通研發技術市場資深經理區柏齡表示，雖然該公司未發展WiMAX技術，但對於LTE之外的其他技術，如EVDO、HSPA+皆將持續推出相關晶片產品。

事實上，GSM系統在3GPP制定LTE規範之後也兵分兩路，一路為WCDMA、HSPA、HSPA+系統；另一路為分時同步分碼多工存取(TD-SCDMA)與FDD LTE、TD-LTE，未來LTE的發展是否也將凌駕HSPA+？區柏齡自有見解，他指出，HSPA+未來仍會持續演進，目前為Rel.9版本，預計2012年以後Rel.10、11等版本也會陸續推出，更何況HSPA+傳輸速率與LTE不相上下，且具備低延遲與低布建成本特性，再加上HSPA+也可利用多重輸入多重輸出(MIMO)技術提高傳輸速率，目前相當受到電信業者的歡迎，在3G建置成本尚未回收時，HSPA+將是相當好的技術，可紓解電信業者面臨的龐大頻寬需求挑戰。

LTE-Advanced廣納百川

雖然高通認為各技術將各自持續發展，並表示用戶對頻寬的需求無法僅用單一技術如LTE即可滿足，仍需其他技術相輔相成，不過其他廠商卻認為各技術最終皆將融合至LTE，包括HSPA+、WiMAX等，再一同向真正的4G規格--LTE-Advanced邁進。

綜上所述，雖然LTE一路走來遭遇許多技術問題，但在廠商的努力下，將一一解決，也讓LTE發展更加順利。另外，聲勢較弱的CDMA與WiMAX系統最終將朝LTE-Advanced融合，也使兩大技術不至於在行動寬頻市場中消逝。