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標題:	[轉載] HSPA+/LTE兄弟鬩牆　電信營運商4G布局舉棋不定

作者:	jjdai　(jjdai)
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時間:	2009-10-09 00:49:15
來源:	114.32.231.245
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[新聞] HSPA+/LTE兄弟鬩牆　電信營運商4G布局舉棋不定

新通訊 2009 年 10 月號 104 期

文．侯俊宇/黃繼寬

雖然LTE已被視為行動寬頻服務市場上的主流所趨，但由於頻譜政策尚未明朗、大環境不景氣以及HSPA+可扮演極具性價比優勢的替代方案角色，遂使電信業者放慢導入LTE的腳步。放眼未來數年，HSPA+與LTE兄弟鬩牆的戲碼，將一再於全球各地上演。

雖然長程演進計畫(LTE)從2009年開始以來，便持續傳出執照發放、設備商通過政府主管機關認證等利多消息而聲勢看漲，業界亦普遍認為LTE與全球微波存取互通介面(WiMAX)之間的戰爭，已確定將以LTE勝出作結。然而，在2000年網路泡沫時期曾以天價取得3G執照的各大電信業者，在進行4G布局時顯然餘悸猶存，而紛紛選擇打安全牌的策略，這也使得毋需硬體升級投資與頻段授權成本的強化版高速封包存取(HSPA+)，意外成為LTE普及的新障礙。

HSPA+後發先至電信業者全力支援

雖然長程演進計畫一度成為電信業者討論的火熱話題，不過在考慮投資成本、回收時間、更新速度與應用服務等諸多因素後，電信業者們指出，HSPA+將是近期投資首選，同時最快在2010年第一季就會有業者進入試行階段。

根據In-Stat與Yankee的調查(圖1)指出，包含HSPA+在內的HSPA家族，在後3G時代將一枝獨秀，在2013年更將突破三億名用戶數，以85%的普及率，成為使用人數最多的行動寬頻技術。而包括LTE、WiMAX在內的其他行動寬頻技術，都將大幅落後。

圖1　2008～2013年行動寬頻用戶成長趨勢圖

而HSPA+之所以能夠後發先至的最大原因，正是技術更新簡便的先天優勢。相較於導入LTE與WiMAX都需要晶片、網通設備與基礎設施的全盤更新；電信業者從HSPA升級到HSPA+，多數僅需要軟體升級即可完成。在成本、時效與技術熟悉度等先天優勢下，HSPA+自然成為電信業者的新寵。

圖2　中華電信董事長呂學錦認為，營收與網路流量的成長速度不成比例，已使電信業者不得不對行動寬頻服務採取更謹慎的態度。

中華電信董事長呂學錦(圖2)指出，隨著行動寬頻服務一路演進，電信業者提供的加值服務如線上音樂、線上閱讀與線上購物等，無一不是倚賴高速的無線通訊技術。但今日的行動寬頻服務卻因為投資與回收未臻平衡，而面臨十字路口的抉擇：究竟應該選擇先進的通訊技術，為未來打下基礎；亦或押寶已驅成熟的通訊技術，以獲得回報為優先目標？

呂學錦透露，今日行動寬頻的挑戰在於，訊務量快速增加，但營收卻未成比例成長，而在此前提下，電信業者也勢必需要低成本、高品質的寬頻技術，才能符合網路的投資報酬。而在3G、3.5G後問世的HSPA+，正好完全符合上述目標。

在3GPP中被定義為第七版(R7)的HSPA+，若採用2×2的多重輸入多重輸出(MIMO)技術、並使用64QAM調變，極進化為第八版(R8)，並將可在下行時達到42Mbit/s、上傳時達到11Mbit/s之傳輸速率，基本上已滿足現有各種加值服務，因此被中華電信視為首要發展的方向。

中華電信副總經理石木標進一步解釋，HSPA+雖然不如LTE下行最高可達100Mbit/s的驚人速率，但直接透過軟體即可輕鬆升級基地台的優勢，依舊讓電信業者們愛不釋手。HSPA+不但在基地台端可以輕鬆演進，終端裝置同樣具有向後相容性，在在有助於HSPA+的快速普及。事實上，除此之外，HSPA+亦可沿用既有頻段，電信業者既不用苦等新頻段的發放、亦無須舉資競標新頻段，也是優勢所在。

根據了解，中華電信預計在2010年第一季時進行HSPA+之試行，並視效能好壞逐步推廣。石木標不諱言，在緊衣縮食的今日，每一分錢都必須花在刀口上；而HSPA+無疑是性價比最佳的選擇。

除了中華電信之外，台灣大哥大、遠傳也都有意布建HSPA+行動網路，部分都會區甚至將達21Mbit/s傳輸速度。目前HSPA下載速率多介於384K～7.2Mbit/s。

LTE只聞樓梯響HSPA+搶先登台

有趣的是，對晶片業者來說，HSPA+也是最佳選擇。事實上，在2008年時一度受到業者拍胸口保證的LTE晶片，在歷經年餘研發後，始終無法正式問世。而原先宣稱最快可在2011年、甚至2010年就步入商用化的LTE，至今也已證實是被過度看好。

如全球通訊晶片龍頭高通(Qualcomm)原先預計在2009年第二季時推出首款測試晶片，卻因為不明原因延至第三季，因此商用產品最快也要到2010年第三季才能問世。不過，也因為LTE進度不如預期，讓HSPA+搶先登上行動通訊舞台。

圖3　高通大中華區總裁孟樸指出，就效能而言，HSPA+與LTE相比，其實毫不遜色。

對於LTE晶片問世延後的消息，高通不願正面答覆，僅表示一切進度都在掌控中。不過，高通大中華區總裁孟樸(圖3)指出，若以今日行動寬頻的演進來看，HSPA+之傳輸效能並不差，加上成本優勢，受到更多支持自然是意料中事。孟樸解釋，在5、10MHz頻段，HSPA+的傳輸速率與LTE不相上下，自然讓HSPA+聲勢水漲船高。根據3GPP的定義，HSPA+(R7)的傳輸速率為現有HSPA之兩倍，同時也在5MHz頻段中達到最佳化之效能；而若考慮成本，HSPA+更是突出。

在2008年時，業界普遍認為，與其從HSPA升級至HSPA+，不如跳躍式成長LTE更具競爭力。不過隨著金融風暴肆虐，以及LTE進展不如預期，HSPA+反而因為具延伸性與低成本結構，而搶盡業界風采，在2009年時成為電信業者新寵。

HSPA+性價比優勢傲人

事實上，在3GPP的特意安排下，電信業者從3G轉移到4G的升級路徑可以有許多不同的選擇。根據3GPP所擬定的3G至4G技術發展藍圖(圖4)，在其技術發展規畫中，已為原本分屬於全球行動通訊系統(GSM)與分碼多重存取(CDMA)的兩大技術陣營分別制定了3GPP與3GPP2兩條發展路徑，其目標在於將全球行動通訊標準從以往不能互通的兩派技術，在4G世代統合於LTE的大旗之下。

資料來源：Ovum/編輯整理
圖4　3GPP技術發展藍圖

然而，由於3GPP發展路徑中的HSPA+，本身就是一個極具延展性的技術，因此隨著3GPP所推出規格版本不斷升級，HSPA+技術不斷加入如多重載波(Multi-carrier)、多重輸入多重輸出等先進射頻技術，目前HSPA+的射頻性能已與號稱3.9G的LTE難分軒輊。

圖5　諾基亞西門子技術行銷經理洪牧村表示，HSPA+能夠達到絕大多數LTE的規格要求，因此GSM系統的電信業者在演進到4G的道路上，有更多不同的策略選項。

電信設備業者諾基亞西門子(Nokia Siemens Network, NSN)技術行銷經理洪牧村(圖5)指出，根據3GPP的技術發展藍圖，在第九版3GPP標準(3GPP R9)中，HSPA+由於進一步導入MIMO與多重載波技術，因此其網路的尖峰資料速率(Peak Data Rate)，其實已可達到目前第八版3GPP標準(3GPP R8)中對LTE的要求。LTE的獨特優勢在於可支援分時雙工(TDD)操作，亦即中國大陸力推的TD-LTE，還有更彈性的單一通道頻寬配置。但整體來說，LTE與HSPA+相比，效能差異有限(表1)。

但對電信業者而言，導入LTE須額外支付頻段授權費用並添購新的硬體設備。在全球大多數電信業者的3G投資都尚未完全回收的情況下，投入LTE網路布建的風險實在過高。事實上，以台灣電信三雄近期公布的財報數字為例，目前三家主要電信業者的3G業務都還處於投資階段，公司之所以能繳出穩定獲利的成績單，完全是2G語音營收的貢獻。因此，只須更改設備韌體，又毋須取得新執照的HSPA+，顯然是更具成本效益的解決方案。

表1　GPP對LTE的規格要求以及HSPA+的後續發展潛力



規格項目                        3GPP LTE Requirement      HSPA+ Capability



Peak rate downlink              100Mbit/s                 168Mbit/s

Peak rate uplink                50Mbit/s                  54Mbit/s

Spectral efficiency downlink    3xHSPA R6                 3xHSPA R6

Spectral efficiency uplink      2xHSPA R6                 2xHSPA R6

1-way user plane latency        <5 ms                     3.6～4.9 ms incl. 10% retransmit

Control plane latency           <50 ms                    <50 ms

Enhanced MBMS                   1bit/Hz                   >1 bit/Hz

Spectrum flexibility            1.4～20 MHz               4.2～20MHz

Architecture                    Minimized interfaces      2 element user plane

Duplexing                       Harmonized FDD and TDD    FDD only

回程線路負載能力成隱憂　電信級乙太網炒熱光通訊商機

此外，在行動網路的空中介面(Air Interface)頻寬即將突破100Mbit/s之際，基地台的回程線路(Backhaul)負載能力將成為網路穩定的一大隱憂。事實上，近期北美電信業者AT&T便深受蘋果(Apple)iPhone所帶來的網路流量暴衝之苦，特別是絕大多數iPhone使用者均集中在紐約、舊金山等大城市的情況下，當地使用者已開始抱怨每當上網尖峰時刻來臨，3G網路都會陷入癱瘓狀態。

圖6　Ovum亞太區顧問總監張智華透露，根不少想搶LTE頭香的電信業者對整體網路的規畫太過掉以輕心，這將成為日後的一大隱憂。

市場研究機構Ovum亞太區顧問總監張智華(圖6)便指出，許多電信業者在評估LTE的導入成本時，只考慮到基地台設備本身的價格，卻對回程線路的規畫掉以輕心，但這正是電信業者在導入LTE時最容易掉入的陷阱。根據思科(Cisco)等網路設備供應商的估計，行動寬頻的網路流量到2013年將突破每個月100萬GByte，以目前行動網路仍採用E1/T1專線連接基地台和後端核心網路設備的架構來看，完全無法因應如此龐大的網路流量。

研究機構Maravedis執行長Adlane Fellah也指出，iPhone所引發的網路癱瘓只是整個行動網路面臨根本危機的序幕，隨著行動寬頻用戶數量繼續成長，以及使用者利用智慧型手機、迷你筆電上網的習慣根深蒂固之後，電信業者一定要導入新一代有線網路技術來因應。

據了解，目前中華電信、台灣大哥大與遠傳電信均已準備導入以光纖為主要介質的電信級乙太網路(Carrier Ethernet)，以因應暴增的網路需求。因此，光通訊相關廠商可望因為這波電信業者網路升級的機會大發利市。然而，將E1/T1專線升級成光纖乙太網路，將是一筆相當龐大的投資。根據NSN的估算，無線網路的通訊成本約為有線網路的十倍，但電信業者的月租費卻無法等比例地反應成本差距，也難怪中華電信董事長呂學錦會感嘆「無線才是有限，有線潛力無限」了。

頻譜政策變數仍多　牽一髮動全身

事實上，即便近來香港、北美陸續完成LTE執照發放，也不表示LTE在全球其他區域能有類似的順利進展。

圖7　台灣易利信技術長Johan Asplund分析指出，除北美外，全球各地頻譜主管機關對LTE的政策多半尚未明朗化，因此LTE在大多數地區恐怕還要再醞釀一段時間。

台灣易利信(Ericsson)技術長Johan Asplund(圖7)認為，北美市場之所以在LTE的導入發展上能夠較為順利，其實要歸功於類比電視全面停播。因為在類比電視訊號停播之後，聯邦傳播委員會(FCC)才得以收回原本供電視廣播服務使用的700MHz頻段，轉而提供給電信業者架設LTE網路。

將焦點拉回亞洲，情況就變得相對複雜了。目前亞洲各國的700MHz頻段多半仍掌握在廣電業者手中，各國主管機關對電視廣播數位化的時程表又各有規畫，因此，會不會有亞洲版的700MHz頻段可供LTE網路使用？何時可用？這些問題仍然懸而未決。

全球頻段能否統一，或至少集中在少數幾個頻段，將對行動通訊裝置的晶片與天線設計將造成決定性的影響；頻段本身的物理特性好壞，更會對電信業者的網路布建策略造成重大影響。

由於變數仍多，因此在未來一兩年內，HSPA+在全球行動寬頻產業中，仍將扮演中流砥柱的角色。據統計，2010年全球僅將出現十二個LTE行動網路，且大多為北美原本採用CDMA系統的營運商。至於其他地區，則仍將以實驗網路為主。

序號:

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