隨著全球各地電信業者陸續展開現場測試,毫微微型蜂巢式基地台與閘道器商機已逐漸浮現,相關網路架構的標準亦已陸續制定完成。然而,在相關話題持續升溫之際,各地主管當局是否同意電信業者展開網路布建,將是毫微微型蜂巢式基地台普及最為關鍵的臨門一腳。
回顧行動通訊網路的布建方式從巨型蜂巢網(Macrocell)一路縮小到微微型蜂巢網(Picocell)的發展歷史,似乎暗示著終有一天,基地台的布建地點將會跨進使用者的家門口,此即無線通訊領域著名的庫柏定律(Cooper's Law)。
因此,自從毫微微型蜂巢網(Femtocell)的概念被提出後,全球各主要行動通訊設備供應商均不敢對此一趨勢掉以輕心,遂形成目前毫微微型蜂巢網設備產業老將新秀爭鳴的局面。如阿爾卡特朗訊(Alcatel-Lucent)、諾基亞西門子(Nokia Siemens)、華為等從2G巨型蜂巢網時代便提供解決方案的老牌供應商,在Femtocell相關設備上的布局均不曾缺席;新秀如Ubiquisys、ip.access等供應商,亦在市場上占有一席之地。
毫微微型蜂巢技術已走出失望幽谷
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圖1 阿爾卡特朗訊行動存取事業部Femto產品線總監Yannick Dupuch認為,毫微微型蜂巢式網路在歷經多年辛苦孕育後,如今已接近收割階段。 |
鼓吹毫微微型蜂巢網概念最力,相關解決方案涵蓋範圍遍及終端與機房的電信設備大廠阿爾卡特朗訊,對於近年來毫微微型蜂巢網技術與市場的冷暖起落,自有一番點滴在心頭。
阿爾卡特朗訊行動存取事業部Femto產品線總監Yannick Dupuch(圖1)指出,任何電信技術的發展往往都會歷經過度期望、市場看衰,然後進入穩定期的過程。毫微微型蜂巢網路的發展,正好是非常典型的案例。事實上,由於毫微微型蜂巢網路的概念是庫柏定律的自然延伸,因此此一概念早在萌芽階段便廣受各方矚目。
然而,一項無線通訊技術能否走到普及階段,除了技術本身是否能為使用者帶來實質好處外,政府當局的態度、產業生態/標準定義健全與否、營運商的商業模式,甚至景氣因素等,都是該技術最後能否成功的關鍵。
在毫微微型蜂巢網路從概念走向真實世界的過程中,無疑也曾面臨過上述要素不完備的考驗,並導致部分供應商與研究機構對其前景產生疑慮。但整體來說,隨著各地電信業者開始陸續進行現場測試與商業導入,其發展前景已更加明確。許多研究機構如ABI Research亦看好相關設備的產值將在2009年開始放量,並於2010年在絕對數字上呈現跳躍成長。
Femtocell標準雛形初具 業者吃下定心丸
事實上,在Femto Forum與3GPP攜手合作下,與Femtocell基地台設備相關的幾項關鍵軟硬體規格均已完成標準化,例如Femtocell基地台與後端閘道器之間的互連介面、設備監管、通訊頻率漂移的容許值、訊號發射功率等,均已有標準規範可循(表1),因此電信業者在選擇採購閘道器與基地台設備時的疑慮也減輕許多。
表1 3GPP Release 8中與毫微微型蜂巢網基地台有關之標準規範一覽(含Iuh介面) |
標準編號 |
標準名稱 |
22.220 |
Service requirements for Home Node B(HNB) and Home eNode B(HeNB) |
23.830 |
Architecture aspects of Home Node B(HNB)/Home enhanced Node B(HeNB) |
23.832 |
IMS aspects of architecture for Home Node B(HNB) |
25.367 |
Mobility procedures for Home Node B(HNB); Overall description; Stage 2 |
25.467 |
UTRAN architecture for 3G Home Node B(HNB); Stage 2 |
25.469 |
UTRAN Iuh interface Home Node B(HNB) Application Part(HNBAP) signalling |
25.820 |
3G Home Node B(HNB) study item Technical Report |
25.967 |
FDD Home Node B(HNB) RF Requirements |
32.581 |
Telecommunications management; Home Node B(HNB) Operations, Administration, Maintenance and Provisioning(OAM&P); Concepts and requirements for Type 1 interface HNB to HNB Management System(HMS) |
32.582 |
Telecommunications management; Home Node B(HNB) Operations, Administration, Maintenance and Provisioning(OAM&P); Information model for Type 1 interface HNB to HNB Management System(HMS) |
32.583 |
Telecommunications management; Home Node B(HNB) Operations, Administration, Maintenance and Provisioning(OAM&P); Procedure flows for Type 1 interface HNB to HNB Management System(HMS) |
32.821 |
Telecommunication management; Study of Self-Organizing Networks(SON) related OAM Interfaces for Home Node B(HNB) |
33.820 |
Security of Home Node B(HNB)/Home evolved Node B(HeNB) |
*25.468 |
UTRAN Iuh Interface RANAP User Adaption(RUA) signalling |
*25.469 |
UTRAN Iuh interface Home Node B(HNB) Application Part(HNBAP) signalling |
加註*為Iuh相關規範標準
資料來源:FemtoForum (04/2009)
簡單歸納上述標準對Femtocell基地台的硬體設計所做出的具體規範,包含頻率誤差(Frequency Error)規範從戶外基地台的0.1ppm放寬為0.25ppm;最大輸出功率從24dBm降為20dBm,如採用多重輸入多重輸出(MIMO)架構還可進一步降低至 -17dBm。至於在接收機部分,靈敏度位準亦從-121dBm提升到-107dBm、動態範圍從-91dBm提升至-57dBm、鄰近通道干擾靈敏度位準從-115dBm提升到 -91dBm。
對製造商而言,這些硬體要求的技術門檻已大幅降低。阿爾卡特朗訊無線網路研發中心資深處長張瑞琦甚至認為,就硬體角度來看,未來毫微微型蜂巢式基地台所需支援的功能可望縮小成一張模組板卡,並與其他嵌入式通訊系統如家庭閘道器、機上盒、無線區域網路存取點等設備整合成單一裝置。
目前在毫微微型蜂巢式基地台晶片組市場上位居領先地位的供應商picoChip亦認為,Femtocell基地台未來與其他設備整合成單一裝置將是不可避免的潮流,且在標準陸續制定完成後,由於市場對規格的需求趨於明確,該公司將在2009年下半年開始推出針對單一標準設計的特定應用積體電路(ASIC)系統單晶片(SoC),以協助客戶縮小系統電路板面積並降低成本。
不過,從表1所列的各種標準來看,毫微微型蜂巢式基地台設備的硬體門檻雖然不高,但就軟體角度而言,這類設備與戶外基地台的功能特性沒有顯著差別。因此,未來台灣網通設備業者若要切入毫微微型蜂巢式基地台市場,與既有電信設備業者緊密合作,將是取得成功的捷徑。對既有的電信設備業者而言,要推動毫微微型蜂巢式基地台市場起飛,亦必須與具備平價量產能力的台灣網通業者合作。張瑞琦便透露,阿爾卡特朗訊將持續評估適當的合作對象後,將這類產品的硬體製造業務外包給具有成本優勢的相關業者。
生態體系/服務營運模式日益健全
看準毫微微型蜂巢式基地台設備生產製造勢必要外包給亞太區製造商,以實現成本合理化的趨勢。量測設備廠商已競相在台針對Femtocell基地台設備的量測需求推出統包式的解決方案。如筑波科技便與吉時利(Keithley)、picoChip攜手合作,推出為產線驗證而設計的量測方案,以加快毫微微型蜂巢式基地台的量產速度。
筑波科技行銷開發經理張佳楙指出,根據幾家研究機構所做的分析顯示,超過六成以上的行動電話收發話地點都在室內,且由於3G/3.5G技術在室內的網路涵蓋率較差,因此客訴狀況層出不窮是全球各地電信營運商普遍面對的問題。直接把基地台設備布建在距離使用者最近的地方,上述問題自然迎刃而解,而且還有助於節省設備的電費、回程線路租金等開支,電信業者當然樂於推廣毫微微型基地台。
張佳楙認為,以一部毫微微型蜂巢式基地台通常可支援四至八支手機的容量設計來看,未來毫微微型蜂巢式基地台的市場規模可以上看百萬台,絕非過度樂觀的估計。而如此龐大的市場規模,也讓製造商對產線驗證量測的需求更形迫切,因為設備製造商須在更短的時間內量測更多待測品,甚至實現全自動化的產線驗證系統,以加速生產出貨的過程。
這不僅要仰賴頻譜分析儀、向量訊號產生器等量測儀器,配套的量測治具、晶片供應商的驅動程式支援等,也都是不可或缺的關鍵因素。這也是吉時利、筑波與picoChip三家公司決定攜手合作,推出完整解決方案的原因。
除了量測設備供應商為了搶食Femtocell基地台商機而投入產線驗證方案開發外,電信設備供應商也開始針對毫微微型蜂巢式網時代的創新應用進行布局,其中最具發展潛力的應用之一,便是固定/行動網路匯流(FMC)服務。Dupuch舉例表示,假設在一個普通家庭中布建Femtocell基地台,當家中的成員回到家後,只要其手機從戶外基地台換手到家中的Femtocell基地台,該手機就可以充當家中的無線電話,接聽打到家裡來的固網電話;或是用固網線路撥打手機,享受較優惠的費率折扣。這是FMC當初許諾給消費者的願景,目前阿爾卡特朗訊在後端的服務伺服器方面,亦已可支援此一應用。
毫微微型蜂巢網路狹小的服務涵蓋範圍如果能善加利用,也能實現定址服務(LBS)般的效果。Dupuch說,例如商家在店舖內安裝好相關設備後,就可以對店內消費者的手機發出電子折價券、促銷訊息等簡訊,而且對消費者而言,這種訊息接收模式比利用藍牙或GPS更直覺,因為這兩種連線功能通常是關閉的。不過,這種服務一旦上路,屆時或許會引起濫發電子郵件的爭議,主管機關可能必須介入作更明確的規範。
法規障礙橫亙 主管機關態度成關鍵
事實上,雖然從技術演進的角度來看,基地台的服務涵蓋範圍日益縮小是漸進式的演進,但隨著基地台從戶外走到使用者所處的辦公室或家庭環境中,所帶來的後續效應卻是革命性的。對於頻譜的真正擁有者--國家而言,是否要讓此一演進自然發生,亦或用政治手段強加阻撓,各有不同的考量。
由於毫微微型蜂巢式基地台本身被視為是實現FMC的一項關鍵元素,但行動固網匯流的結果,卻會使得專營固網/行動通訊的業者在面對兼營兩種業務的電信營運商競爭時,處於非常不利的局面。例如上述取代家用無線電話的應用情境,便會給專營固網業務的電信業者帶來莫大競爭壓力。對通訊主管機關而言,這種會強化大者恆大效應的技術演進,是否該允許其自然而然地發生,便是一大難題。 此外,為強化基地台管理,有些地區的主管機關要求行動通訊營運商在架設基地台時,必須在設備上加裝全球衛星定位系統(GPS),以明確地掌握基地台所處的經緯度位置,做為營運商在進行網路規畫或與其他業者協調時的參考。
但安裝在室內的毫微微型蜂巢式基地台通常收不到GPS訊號,再加上其體積小巧便於移動,若電信業者到府安裝完成後,使用者又自行調整其擺放位置,一旦對鄰近使用者造成干擾時,責任歸屬該如何釐清,亦相當棘手。若基地台存取權限採取封閉制,則此一共頻干擾問題將更形惡化。
因此,縮小基地台服務涵蓋範圍雖然是大勢所趨,但不同地區的進展速度仍將受主管機關的決策影響。如幾家台灣的電信業者便私下表示,國家通訊傳播委員會目前對毫微微型蜂巢式基地台趨向於從嚴把關的態度。
此一政策決定將導致台灣的毫微微型蜂巢網路布建面臨阻礙。全球各地主管機關何時點頭放行,毫微微型蜂巢網路設備商機才有真正出頭的一天。