研華
DTF0810

網通技術大爆發 提高先進應用實現可能性

  • 魏淑芳
Wi-Fi HaLow技術標準。(來源:Wi-Fi聯盟)

DIGITIMES企劃

網通技術所要實現的,無非就是人與人、物與物,以及人與物的連結。在這些前提下,近幾年來,因應各種不同需求而冒出的網通技術可說是層出不窮。

不過,歸納訴求的不同,這些技術大致可分為兩大類,一是追求更大頻寬、更快傳輸速度,即將到來的5G當然是其中的代表者;另一則是強調低功耗,這主要就是著眼於物聯網佈建,近期最受矚目的是LoRa及NB-IoT等技術。

Wi-Fi HaLow  直指物聯網低功耗應用

值得一提的,因應這兩大發展方向,Wi-Fi有著不同對策。首先,隨著大量影音下載的需求增加,Wi-Fi的5GHz頻段使用較以往更受青睞,這是因為5GHz頻段Wi-Fi擁有更寬闊的通道選擇,所以能解決範圍內大量無線信號的通道壅塞,再者,相較於2.4GHz的傳輸速率,5GHz的傳輸速高出許多,更能負荷高清影片下載的龐大需求。

更不用說現在的2.4GHz頻段多有干擾,5GHz則擁有相對「乾淨」的優勢。然而, 5GHz Wi-Fi頻段的傳輸距離短,且穿牆性較差,因此應用也有其侷限性。

此外,針對物聯網的低功耗應用,Wi-Fi聯盟則是於去年(2016年)正式發布以802.11ah標準為基礎的Wi-Fi HaLow技術(圖)。HaLow使用非授權頻段的900MHz以及Wi-Fi現有的2.4GHz、5GHz頻段,強調穿牆、低功耗,覆蓋距離較現有Wi-Fi技術多出一倍,以及以IP網路架構可簡化物聯網佈建等優點。

Wi-Fi聯盟表示Wi-Fi HaLow適用於智慧家庭、智慧城市,以及工業市場的物聯網需求,此技術預計將於2018年開始驗證。

流量成長飛速  400Gbps Ethernet明年就來

在乙太網路(Ethernet)部分,因應4K/8K影音等需求,乙太網路聯盟(Ethernet Alliance)將會在今年完成400Gbps Ethernet的相關制定,且後續更新的規格也在持續討論中,以滿足一般市場、基地台骨幹(backbone)及資料中心I/O的高流量需求。一般認為資料中心在2017年將開始佈建100 Gbps Ethernet,而在明年(2018)就得建置400Gbps Ethernet。

根據Ethernet聯盟在2015年發布的乙太網路發展藍圖報告,之前是規畫在2020年時將連網速度進一步提升至400Gbps,以因應資料中心不斷升高的連網需求。然而,現在提前到了2018年,顯見資料量的增加速度之快已超乎預期。

根據思科(Cisco)於去年6月所發布的視覺網路指標(Cisco Visual Networking Index;VNI)報告,視訊服務及內容持續成為網路數據流量的主要來源。全球網路視訊的數據流量,將由2015年的63%成長至2020年的79%。

至2020年,全球網路視訊每月將達3兆分鐘,也就是每月長達500萬年的視訊,更相當於每秒播放約100萬分鐘的視訊。至於高解析度(HD)及超高解析度(UHD)的網路視訊流量,則將由2015年的53%成長至2020年的82%,數據相當驚人。

引進LWA服務  緩解行動數據流量壅塞

對於電信營運商而言,也必須透過更多技術的引進,以快速地緩解爆炸式增長的行動數據流量,進而提高用戶的使用體驗滿意度。其中,擴大使用未授權頻譜(Unlicensed Spectrum),將相關技術方案導入小型基地台層級或終端手持裝置等相關服務中,被視為目前因應流量需求的最佳方案之一。

以中華電信為例,該公司所推出的LWA網路服務,將能彌補LTE訊號覆蓋不佳區域,且實測資料下載速率最高超過400Mbps,傳輸表現也較3CA更高,傳輸速率的提升能有效緩解流量快速成長的問題。

採行LWA的最大好處,是可以直接在通訊協定部分進行軟體變更,毋需再另行設計專用晶片,減少晶片開發成本的同時亦縮短了產品上市時間。

由於LWA可在既有的手機硬體與網路設備下大幅提升傳輸速率,電信業者僅需利用既有的LTE行動網路大規模佈建Wi-Fi AP,就能有效改善使用者高頻寬使用經驗,此次中華電信率先全球推出LWA商用網路,預料在很短時間內便可陸續看到各國領頭電信業者的導入消息。

LWA(LTE/Wi-Fi Aggregation;LTE與Wi-Fi聚合)技術,旨在整合不同的網路傳輸媒介並形成異質網路,以克服行動通訊網路頻譜有限且昂貴的情形。LWA 技術國際標準是於2016年6月出爐,不過早在MWC 2015展會上就已出現LWA技術雛形,且在同年8月,中華電信研究院就與工研院、聯發科技共同研發LWA技術,開發速度及水準皆不遜於國際同業。

上述中華電信所推出的LWA網路服務結合了聯發科、宏達電、中磊電子等業者的貢獻,其中由宏達電提供的HTC U Play手機,就內建聯發科支援LWA的Helio P10 8核心處理器,這也是全球首款支援3GPP標準LWA服務的智慧型手機。

行動網路基地台設備,則採用中磊電子與中華電信技術合作、支援LWA的小型基地台(Small Cell)。由此顯見台灣的LWA生態鏈已齊備晶片、小型基地台及手機終端等環節。

5G來臨  台灣積極掌握Small Cell商機

5G的來臨,也讓台灣業者擁有更多切入電信設備市場的機會,以Small Cell而言,相關市場一直呈現雷聲大雨點小的局面,不過,隨著5G的即將到來,由於5G關鍵技術—高頻毫米波技術(mmWave)的涵蓋範圍很短,因此借助Small Cell的密集化來提高來提用戶滿意度,似乎已是必然的取向,一般認為Small Cell在5G時代或有一波真正的商機爆發。

根據IHS的研究報告,Small Cell回傳設備市場在2017年將加速成長,屆時該市場將超過12億美元,至2019年將累計達到65億美元。至2020年,全球將部署約850萬個Small Cell,以滿足5G毫米波快速佈建基礎設施的需求。整體來說,從2016年到2020年,全球5G設備市場將以每年32.06%的速度增長,為全球網通電信業者創造另一次成長契機。

更多關鍵字報導: 5G LoRa 窄頻物聯網(NB-IoT)