行動寬頻通訊需求正殷　小型基地台邁向下一個十年

以上的事件並非毫無相關。行動寬頻網路、智慧型手機的問世，也讓行動裝置成為人們生活的重心，能夠隨時隨地擁有滿格訊號與高速行動數據通訊顯得日益重要。因此，涵蓋訊號缺口、增加系統容量、改善使用者經驗指數，都會直接影響到對小型基地台(Small Cell)的需求。起初這股涵蓋率需求始於家中，如今小型基地台部署於城市、偏鄉、辦公區域、休閒地區，甚至開始出現在車輛與無人機上。 

行動通訊業蓬勃發展  小型基地台成中流砥柱  

小型基地台目前大規模部署在此類廣泛的情境中(圖1)。根據經濟分析機構IHS Markit統計，全球的小型基地台市值將從2016年的15億上升至2021年的22億美元，而科技市調機構ABI指出，2017年起，營運商在全球展開高密度化的室外小型基地台部署，預計將帶來爆炸性成長。 

另外，Rethink估算非住宅區用的小型基地台在2015年至2025年的複合年均增長率(CAGR)會達到36%，並且2025年的裝機總數將達到850萬台。住宅區總量將上看超過7千萬戶，隨著5G系統容量在高密度地區開始推廣，非住宅區安裝基地台預計將在2025年躍升至3,850萬(圖2)。 

然而，比起數字與預測成長，小型基地台帶給全球營運商的營運以及手機用戶經驗的價值更加重要。2007年，毫微微型蜂巢式基地台(Femtocell)是一種小型的接取點，用來改善家中收訊。有了這些基礎，小型基地台的構成因子更加多元，發射功率可同時調整大小，安裝地點也有更多選擇，從路面人孔蓋到背包型攝影機到無人機，都可以看到小型基地台身影(圖3)。 

此多樣性可看出小型基地台支援的使用案例相當廣泛，因而為眾多的服務業者與企業帶來商業價值。透過提供單一共同架構，營運商便可依據其需求選擇不同的部署方式。 

以下案例顯示小型基地台如何能夠依據需求提供各種不同的部署，然而所有案例皆顯示，小型基地台為商業案例帶來的好處是其他技術無法達到的。首先，瑞士電信(Swisscom)將地下小型基地台設置於人行道來增加城市基地台密度，而M1為新加坡的大眾運輸提供訊號連結。另外，中國移動(China Mobile)在世界規模最大的建築中為上海國際車展(Auto Shanghai)的一百萬參訪者提供行動支援。在英國，EE則在不需要天線與電纜的情況下，提供偏鄉地區高品質的訊號涵蓋。 

由以上案例可見，各家營運商在小型基地台的運用上截然不同，尤其在SCF的部署個案(Deployment Case Studies)中有大幅增加的趨勢。最新的市場現況報告與預測顯示小型基地台在使用案例與地區分布上將愈趨多元化。表1~7為2017年11月小型基地台市場現況更新。 

廣布小型基地台  滿足各種情境需求  

即使沒有產業組織的推廣與協助發展，小型基地台依舊能照計畫實行。但是對於無所不在的訊號涵蓋以及可鎖定目標且經濟實惠的系統容量之需求，可說是年復一年更加清晰強烈。截至目前，仍未有其他解決方案能像小型基地台一樣，有效應付各種不同情境的需求。 

然而，不管在過去與未來，若少了SCF推動與整合產業力量，小型基地台的發展恐怕僅能緩步成長。起初，SCF先將營運商的需求化為藍圖，進而進行部署與獲致營收。在此架構下，工具與資源的匯集讓業者可藉此了解市場需求，並發展符合實際商業需求的解決方案。 

由歷史來看，若是缺少這樣共通的工具組(從技術規格到最佳部署方法)，僅有幾間公司能在此新興市場中異軍突起，這塊大餅不是遭少數人壟斷，就是集體陣亡。相對來說，擁有核心技術與實用工具有利於發展更廣大的生態系統，讓許多解決方案得以相互競爭，滿足各種不同的需求。 

上述廣泛的使用案例突顯出讓小型基地台得以達到可觀規模的兩個因素：一致性與彈性。這也是SCF的重點推動目標，SCF的成立目的在於提供一個共同一致的平台，不僅在產品與使用案例上具有豐富多元性，同時保有互通性或開放性。建構這樣一個平台是該論壇在過去10年的重點成就。從一開始的個別元素，不管是技術層面、部署層面與商業層面，點點滴滴建構，打造成一幅完整的部署藍圖，發行計畫(Release Program)將成果匯集成冊，已邁向第10個版本。 

從Iuh規格開始，不論從多重設備商到介面到網路，Femtocell都恪遵標準，這對於由專屬平台獨占的行動通訊產業來說是個突破。同樣的思維模式一樣存在於像FAPI與nFAPI這類的介面，同時運用其他規格來協助此核心平台維持一致性，並且維持一定規模、互通性與優惠價格。 

此協同平台是來自於全球行動通訊領域會員的通力合作，過程中不但要經過不斷微調與意見彙整，最終創造一個和諧的整體(圖4)。SCF建立了一個與其他團體合作模式，並將各營運商的需求化整為大家同意的規格。此外，也擔任先鋒開創新的商業模式，像是以多業者核心網路、私人專網或與企業租戶共同分擔成本與責任。 

採用開放與一致的作法可帶動擴張效應，在其他科技產業也同理可證，有了開放式介面、彈性化的構成因子，以及支援包含中立主機在內的商業模式，小型基地台的經濟規模將在2021年年底上達500萬個單位。圖5顯示一個協同的平台有助於支援不同種類的小型基地台，且以不同的部署方式迎合不同企業與地點的需求。 

這股對於開放、一致做法的需求將在未來漸趨迫切，特別是在整個產業即將邁入5G世代。也代表著眼前有更重要的任務、更迫切地需要整個產業的通力合作，這些都是SCF工作計畫中的重點環節。 

邁向高密度部署  5G帶動通訊新發展  

5G發展仍充滿未知數，但是各界一致認同5G將會需要為數眾多的小型基地台支援。營運商計畫將使用更小的接取點，通常在較高頻率與彈性授權頻譜，為其網路中的許多區域帶來更高密度連線。此舉將加速小型基地台的推出，但是平台須要維持一致性，同時支援與4G共存，SCF的工作必須受到一致的認同，並且透過緊密與主動的產業夥伴關係支持。 

在5G大量部署前情況更是如此，因為真正所需的數量仍是未知數。5G不只是無線電升級，更牽涉基礎建設帶動新使用案例的發展，正因如此，許多利害關係人都身在這場通訊新戰局之中。 

根據SCF的核心知識與經驗，SCF已明確找出可以做出貢獻的5G平台面向，這些面向定義5G藍圖與工作計畫的範疇。SCF所列出的5G特色包括：容量高密度區、虛擬化、科技與頻譜頻段的使用彈性、邊緣運算與分散式雲端、智能自動化，以及專為不同垂直及物聯網(IoT)服務提供的最佳化連線，以下分別加以說明。而圖6顯示了營運商在4G與5G部署關鍵技術並結合小型基地台的計畫。 

・超高密度 

SCF工作組相當重視超高密度特性，將會制定架構與程序，讓大量部署4G小型基地台(之後為5G小型基地台)變得更容易。 

・虛擬化 

虛擬化始於4G但是將會在5G部署獲得重大進展。SCF已將虛擬化小型基地台網路的nFAPI介面開源化，也將會持續化解vRAN帶來的挑戰。 

・資源彈性 

彈性與動態的資源分配，將可望成為5G網路特色，帶來最佳化的用戶體驗。這表示5G網路將可整合許多不同規範的基地台、無線電技術與頻譜。SCF認為此為異質網路架構多年來運作模式的延伸。 

・邊緣運算與分散式雲端 

許多新興的5G應用案例須仰賴用戶近端的基地台，以便更有效率地提供雲端服務或支援深度情境感知。邊緣運算架構與開放式應用程式介面(API)將會是SCF 5G計畫的重點，SCF也正與歐洲電信標準協會(ETSI)多重接取邊緣計算(ETSI Multi-access Edge Computing)小組合作。 

・智慧自動化 

超高密度網路必須高度自動化，並且隨著時間變得更智慧化，運用人工智慧(AI)等技術。SCF將深耕於自我組織網路(SON)以順應5G演化。 

・物聯網、垂直產業與企業 

許多5G商業案例將會根據支援垂直產業特定程度的服務發展，包括物聯網應用。了解各產業不同的需求與小型基地台如何優化連線品質是目前SCF的核心重點工作，此也對未來5G發展扮演至關重要的角色(圖7)。 

SCF扮演協調中心角色 電信營運商合作無間 

SCF過去深耕10年，主要致力於促成小型基地台成為主流，並且取得群聚效應，未來將會持續延伸觸角。小型基地台將能支援更廣泛的使用案例(Use Case)，帶來高品質的連線，不只造福各大企業與智慧城市，更將為尚未享受連線服務的用戶與數以百萬計的聯網裝置帶來更多便利。 

然而，延伸觸角將需要相關利害關係人與產業加入(圖8)。將小型基地台與網路推廣至各垂直產業、大樓與社區需要簡單與重複的部署程序，以及可用低廉的成本取得基礎網路設施(基地台與回傳網路)。 

達成上述目標需要電信營運商之間建立新的夥伴關係，以往電信營運商都是與非電信領域的夥伴合作，簡單舉例來說，合作對象有監管機關、市政府與地方政府、大眾運輸單位、房東、地產公司、纜線/光纖公司與企業資訊長等。 

SCF透過下列程序促進合作關係：一開始先向新領域的機構招募會員，接著透過企業專案小組與企業顧問委員會建立與垂直市場的連結，並與其他產業組織建立夥伴關係，增加影響力，然後與相關利害關係人合作，像是監管機關、市政機關，增強對小型基地台的認識，促進利於小型基地台發展的流程與規範。 

與標準組織及產業組織建立夥伴關係能夠幫助SCF將影響力發揮至最佳效果，也可避免重工或執行不連貫。為主要電信業者的目標定義一個普遍且產業適用的方式將扮演重要角色，將能協助強化4G網路、將異質網路升級符合5G需求，以及滲透各產業企業。 

因為小型基地台對這些目標皆相當重要，SCF扮演各機構協調中心的角色，廣納意見與舉辦相關活動。這也讓SCF會員更具備發語權，在5G發展的整體產業方向擁有更強大的其影響力(圖9)。 

SCF過去10年最重大的成就之一，就是與許多極具影響力的國際組織建立強力連結與共同工作計畫。在早期Femto論壇時期，與寬頻論壇以及ETSI建立的夥伴關係，在推動共同規格與獲得認同扮演了重要角色。 

SCF目前已與許多國際組織結盟(圖10)。這些組織與SCF的關係並非只是互換組織商標，每個盟友皆產生具體且有價值的成果，從共同規格如與無線寬頻聯盟共享可信任的WLAN接入閘道(TWAG)，到影響利害關係人的小型基地台部署簡化文件，例如與全球行動通訊系統協會(GSMA)合作的小型基地台安裝類別。 

保持開放適應且彈性  下一個10年會更好  

由於無法預知未來，適逢SCF歡慶成立10年，恰好藉此機會調查各會員意見，預測未來10年的發展(表8)。 

對於未來的看法，最令人吃驚的結果是，大家較為著重於演進而非未來式的酷炫科技，這樣調查結果與SCF成立以來所採取的整體方案不謀而合。 

SCF目前關注的5G，其架構始於4G時代，從2022到2027更將是如此。歷史證實從2G到5G一脈相承，而非各自為政，新世代通訊的成功皆是延續上一代的成果。舉例來說，4G自我組織的理念可能於2022年代中期演化成為AI驅動的最佳化服務，但是智慧型自動化的目標是3G時代就已受到公認的理念。 

平台的演化，表示可支援服務架構的創新。數位世界未來10年的發展仍充滿未知數，因此SCF平台更是必須對產業的未來走向保持開放、適應且彈性的態度。換言之，未來SCF將會持續定義開放規格，並且提案到標準組織或如CORD平台的開源專案作為M-CORD。此外，也必須時常與其他組織與利害關係人溝通，尋求會員意見，確保工作計畫方向與各種服務供應商的需求同步，展望下一個10年，不管是要在2017年強化4G網路，或是於2027年支援機器人與自駕車的發展，皆全力以赴。