Small Cell題材火紅 為網通業者營造莫大商機

台灣愛普生科技股份有限公司電子零件事業部總經理黃紀翰。

伴隨行動化、雲端運算、社群媒體、大數據，及物聯網(IoT)等新興科技蓬勃興盛，不僅締造諸多創新智慧應用，更徹底改變人類生活模式，以致無時無刻皆有龐大數據傳輸需求，大幅加重現有通訊基礎設施的負荷；因此大多數電信營運商，莫不亟思針對大型基地台覆蓋不足的區域，發展微型基地台(Small Cell)，藉以克服通訊死角、延展覆蓋率。

影響所及，許多國外大型電信營運商，皆將微型基地台列為未來LTE-A、5G異質網路發展藍圖之一環，更有甚者，譬如有線電視業、系統整合商或Wi-Fi服務商等非電信業者，也企盼藉由4G LTE Small Cell，瞄準特定地區經營網路加值服務；由此可見，微型基地台已蔚為大勢所趨，同時也對台灣網通產業，鋪陳了寬廣的商機想像空間。

著眼於此，愛普生(Epson)特別偕同工研院、Broadcom與Cavium等產研界菁英，於日前舉辦「掌握Small Cell發展先機，推升台灣網通產業鍊價值」研討會，希冀藉由趨勢探討與相關解決方案的介紹，引領網通業者洞察Small Cell發展先機。

台灣愛普生電子零件事業部總經理黃紀翰指出，Epson為全球石英振盪器、時脈元件的領導品牌，一向秉持｢省、小、精｣核心技術，打造高品質、高安全性的產品；期盼今後能基於此一核心價值，與台灣資通訊產業緊密結合，共同發展優質的Small Cell設備解決方案，加速爭取4G、5G巨大商機。

解決佈建問題  實現網通服務新價值

工研院資通所技術經理顏在賢指出，早在2010年，業界便開始探討微型基地台議題，可惜此後並未呈現大量佈建榮景，究其主因，在於有一些佈建問題亟待解決。首先，包括大小基地台之間、或不同微型基地台之間，都可能出現干擾。

其次問題在於回程網路(Backhaul)，只因微型基地台數量龐大，若比照大型基地台透過專線連接核心網路，恐大幅墊高成本，需尋求新的Backhaul佈建之道。再者是頻帶(Spectrum)問題，若大小基地台採用相同頻帶，恐增加相互干擾機率，但若因應Small Cell採用新頻帶，又將衍生龐大成本支出，實為兩難。

此外，因應不同基地台切換(Handover)頻率激增，故而需要建立更完善的行動管理機制，乃至於針對大量Small Cell，有效而妥善地進行安裝、設定與維運管理，在在都是挑戰。

顏在賢說，所幸一些新的技術方案陸續浮現，可望逐步化解上述難題。以自我組織網路(SON)而論，可促使微型基地台發揮自我設定、自我優化、自我修復等妙效，大幅降低營運商的管理負擔。至於高密度網路(UDN)，旨在藉由干擾控制、時間與頻率同步、異質網路協調、動態分時多工(TDD)、Network MIMO等技術，確保綿密佈建的微型基地台之間，不會出現訊號互擾，從而促使覆蓋率、傳輸力達到最佳化。另一重要新技術，為LTE與Wi-Fi的聚合，旨在整合頻寬資源，優化網通服務品質。

優質TCXO振盪器  提升網路同步精準度
精工愛普生(Seiko Epson)微電子事業部產品開發部經理宮澤健表示，該公司擁有完整時脈裝置(Timing Devices)產品線，橫跨簡單封裝晶體振盪器(SPXO)、溫度補償晶體振盪器(TCXO)、電壓調節器晶體振盪器(VCXO)、恆溫控制晶體振盪器(OCXO)等眾多類型，適用範圍涵蓋核心(如資料中心伺服器)到邊緣(如微型基地台)。

他進一步說明，時脈裝置旨在協助LTE網路克服定時與同步挑戰，必須具備三大關鍵特質，一是降低相位雜訊(Phase Noise)，強化RF效能；二是提高頻率穩定度，確保Handover順利執行；三是足以優化定時信號之漂移(Wander)性能，確保網路同步。

相位雜訊是導致接收系統效能不彰的癥結所在，為此Epson致力降低TCXO振盪器容易影響RF重要性能指標的誤差向量幅度(EVM)，致力改善來自石英元件的相位噪音。

在頻率穩定度部分，Epson為打造高穩定的TCXO振盪器，自行研發Photo-AT晶片的QMEMS製程，其為一種類似半導體製程的精密石英晶體，結合Epson社內自行半導體研發技術之產品，設計結構的特色在於有效抑制輸出頻率因環境溫度變化時的穩定性，進而提供精準的溫度補償效率，亦可一併實現低功耗、範圍寬廣的輸出頻率。

至於漂移，發生原因源自網路頻率不同步，或傳輸線路因環境條件改變而造成延遲變化，倘若相位偏移率頻率小於10Hz即可視之為Wander，如果大於10Hz則稱之為Jitter；儘管Wander的負面影響相對緩慢，但只要時間一久，仍會導致Buffer Overflow使資料傳輸出現漏失，終至降低同步信號品質，為此Epson持續優化TCXO產品結構，使其Wander效能優於過去傳統設計品質之TCXO元件。

藉由精簡化設計  快步實現SON、LWA與LAA

Broadcom電信解決方案總監Jay Teborek，分享該公司於2015年的Small Cell小型基地台相關產品的發展成果，包括持續擴大系統單晶片(SoC)的整合範疇，對於多重無線存取技術(Multi-RAT)的支援更加完整；因應自我組織網路(SON)提供進階監測功能；支援LTE？Wi-Fi鏈路聚合(LTE LWA)與LTE有照頻段協助接取(LAA)。

針對小型基地台SoC，以往Broadcom提供的Stand Alone產品，內含617X5 Baseband、61297 RFIC、協定堆疊(Protocol Stack)，如今則另外整合了Wi-Fi、回程網路(vDSL與GPON)等功能。

Jay Teborek表示，欲營造良好LTE-TDD網路品質，務須維持時間頻率同步，以確保不同基地台之間能順暢換手，另需設法消除干擾，因而促使SON技術應運而生，標榜讓Small Cell開始具備網路監測功能；為此Broadcom提供迅速入門的嵌入方案，強調用戶無需藉助額外硬體元件，即可透過精簡化設計，儘速建構時間同步、網路監測能量。

針對LTE LWA，Broadcom透過SCE DC 2加以支援，可套用於多種設定情境，包括LTE與802.11ac AP之間屬於共構(Collocated)或非共構，適用單一有照頻段、或就雙重有照頻段進行載波聚合(CA)，無論選項為何，都蘊含Bearer Switch方案，無需變更硬體架構，即可直接針對每一道流量執行負載平衡。

在LTE-LAA方面，Broadcom依據現有Baseband與RFIC產品予以支應，旨在聚合20MHz有照頻段與非授權頻段，將LTE無線接取擴展至免照頻段；在實現目標的過程中，也運用Listen Before Talk(LBT)技術，依據接收訊號強度來決定傳輸資料動作。

轉向C-RAN架構  降低基地台佈建負擔

Cavium台灣區總經理Sunil Kaul，以其OCTEON Fusion-M系列高整合度單晶片解決方案為主軸，闡述如何據此實現基地台與智慧無線電架構；綜觀Fusion-M產品線，其中一款命名為CNF7130的單晶片，適用於微型基地台。

Sunil Kaul說明，其針對微型基地台提供的SoC，內含完整的結構層次，包括L1 PHY與L2-3的協定堆疊，採用FAPI工業標準介面，奠基於OCTEON Fusion-M CNF7130的每一座微型基地台，最大擁有服務128個用戶的高胃納量，相較於一般同質產品的32U實力，明顯高出一籌。

值得一提的，隨著各大電信營運商的數據傳輸業務增長，導致基地台的佈建密集隨之攀高，若依傳統方式佈建，難免衍生龐大建置成本、能耗，更大幅加重電信營運商的維運負擔；在此前提下，使得「雲端無線存取網路Cloud RAN」(簡稱C-RAN)蔚為新趨勢潮流，此架構主要特色在於具備集中化基頻處理、分布式遠端無線電站。

近年來積極響應C-RAN的Cavium，也利用此次研討會分享相關概念驗證(PoC)成果，藉由不同網路分層型態逐一試驗，證實唯有將PHY、MAC切開，愈能降低網路延遲(Latency)；而若以CPRI模式(遠端僅具RRH元件)而論，等於不管是OAM、L3、L2/Sched、L1 PHY等處理負荷，乃至監控、側錄等額外需求，都集中交由ThunderX雲端伺服器處理，並可隨工作負載變化而增減計算資源，致使用戶坐享最大的雲端化效益。

總括而論，藉由本次研討會環環緊扣的議程鋪排，已然勾勒微型基地台之大致商機輪廓，其間蘊含了諸多有助網通業者提升競爭力的重大契機，著實值得持續關注。