為搶食4G商機大餅,全球電信營運商已加快LTE網路基礎建設步伐,除積極建構新一代VoLTE網路,以提升語音通訊的服務品質(QoS)外,亦導入新式Cloud-RAN架構布建LTE基地臺,從而提高資料負載容量,并降低整體資本設備支出與營運成本。
長程演進計劃(LTE)成為未來無線行動通訊技術主流的趨勢一天比一天明確,尤其當電信營運商紛紛投入布建VoLTE (Voice over LTE)服務后,可預期全球行動通訊技術(GSM)與3G技術將逐漸成為陪襯角色。
不過,短期內舊有設備難在一時之間被淘汰,故在布建LTE的同時,仍須兼顧向下相容2G/3G的需求;另一方面,為在大量增建基地臺的同時,減低設備資本支出(CAPEX)及營運支出(OPEX)負擔,電信營運商與網通設備業者也全力開發新式基地臺,一方面縮減成本,另一方面也能擴大訊號涵蓋率,一舉兩得。
搶搭VoLTE布建潮 GCT雙模LTE晶片出擊
VoLTE服務已被電信營運商視為首波布局重點,連帶催生各種4G終端設備需求。瞄準此一商機,GCT將于年底發表分時(TD)/分頻雙工(FDD)-LTE雙模晶片,并整合樂金(LG)的數據機(Modem)晶片來達成高效率的訊號處理能力,期在4G市場攻占一席之地。
GCT半導體臺灣辦事處技術應用經理呂承翰表示,GCT不僅全力投入LTE晶片研發,針對WiMAX、WiMAX 2也會持續推出新產品。
GCT半導體臺灣辦事處技術應用經理呂承翰(圖1)表示,無線網路傳輸技術持續推升傳輸速率的主因,不外乎為因應資料量與日俱增的局面。然而,以目前全球大型電信營運商的營收占比來看,語音服務帶來的收入仍高達七成以上;因此,全球各大電信營運商已分別選用電路交換回退(CSFB)、LTE語音通用接入(VoLGA)或IP多媒體子系統平臺(IMS)三種技術來建構新一代VoLTE網路,期能提升語音通訊的服務品質(QoS),進一步鞏固營收來源。
為兼顧語音業務營收,電信業者在推出LTE商用服務時,不得不加入語音傳輸解決方案的考量。其中,威瑞森(Verizon)與樂金(LG),CSL和中興已分別聯手展開基于IMS技術的LTE語音測試,實現2G、3G及4G網路語音互連操作。另外,CSFB及VoLGA技術亦各有電信業者力挺,如前者系日本的NTT DoCoMo與KDDI所采用,后者則由T-Mobile進行推廣。
瞄準VoLTE服務商用后所帶動的LTE裝置需求,呂承翰指出,GCT將于年底發表TD/FDD-LTE雙模晶片,并與樂金攜手搶食4G通用序列匯流排(USB)連結裝置(Dongle)、路由器(Router)商機大餅,甚至導入樂金下一代LTE智慧型手機中,進一步打開行動裝置市場,以掌握VoLTE先期商機。
VoLTE技術各異 CSFB先崛起/IMS后稱王
據了解,三款VoLTE技術運作模式各異,其中,IMS技術能在2G、3G及LTE全IP網路中實現語音傳輸功能,即使受話方不在LTE網路涵蓋范圍內,亦可透過單一射頻通話連續(SRVCC)程序向2G/3G核心網路交換機(MSC)伺服器發出切換請求;同時將語音訊號轉換到傳統電路交換(CS)傳輸機制上,成為一種備受矚目的VoLTE統包方案。然而,該技術須部署龐雜的相關設備,致使成本加劇且架構復雜,仍需一段時間發展。
相較之下,僅采用傳統CS網路傳輸語音訊號的CSFB及VoLGA的技術架構較為簡單。其中,CSFB系將LTE語音訊號轉入MSC伺服器,再經由2G/3G網路負責傳送,故須升級MSC伺服器來達成此一功能;而同樣經由CS網路傳輸的VoLGA則須搭載一顆VoLGA接取網路控制器(VANC),方能將LTE數據封包轉成相容CS傳輸機制的訊號。
呂承翰分析,現階段LTE基礎建設尚未成熟,短期內CSFB基于架構簡單且建置成本較低,可望成為初期VoLTE技術主流;而VoLGA則因連線時間較長,且須加裝VANC元件,并未成為3GPP標準的一環,目前只有技術開發者T-Mobile單家支持,故后勢發展前景仍待觀察。不過,當LTE基礎建設完備后,所有電信業者朝向整合型的IMS方案發展則是必然的趨勢。
值此LTE電信營運商如火如荼展開商業營運部署之際,亦帶出龐大的應用設備商機,激勵晶片商加緊市場拓展步伐,其中,思寬(Sequans)亦針對LTE終端裝置推出多款解決方案,并與富士通半導體(Fujitsu Semiconductor)合作,積極插旗LTE市場。
LTE終端市場規模急擴張 思寬加碼部署
思寬中國區總經理商德明表示,LTE已為大勢所趨,將成為思寬加碼部署的重點市場。
思寬中國區總經理商德明(圖2)表示,盡管2012年全球微波存取互通介面(WiMAX)市場仍在成長,現階段仍為思寬主要獲利的來源,然觀察到全球LTE的運營商對于LTE終端裝置的需求量正急速擴大,LTE亦已成為思寬主力產品線。
隨著中國移動、Softbank、Airtel、Reliance、AT&T、NTT DoCoMo、沃達豐(Vodafone)、威瑞森(Verizon)等電信運營商緊鑼密鼓地展開商業營運部署,LTE市場規模正快速擴大。商德明預期,2013年LTE終端裝置的數量將會凌駕于WiMAX之上,最快至2012年,思寬LTE晶片產品線的營收貢獻將可能會大于WiMAX,屆時,思寬的產品線比重將會再進行調整。
然而,面對高通(Qualcomm)、意法易立信(ST-Ericsson)和博通(Broadcom)等競爭對手憑藉強大的專利技術,且統包2G、3G及4G能力,已建立起難以跨越的防線,思寬如何在市場中突圍,對此,商德明指出,思寬除將透過支付競爭對手權利金取得開發LTE的核心技術之外,該公司藉由過去在WiMAX累積的技術基礎,已擁有開發LTE所需的正交頻分頻多工(OFDM)與多重輸入多重輸出(MIMO)兩大技術,并成功開發出融合4G與3G的產品,以及與TD和FDD-LTE運營商展開密切合作,將可望站穩市場一席之地。
近期,思寬部署LTE動作頻頻,除與富士通半導體達成協議,建立技術與行銷合作關系;亦推出下一代采用40奈米制程開發的FDD/TD-LTE晶片與LTE平臺。 思寬與富士通半導體的策略結盟,旨將富士通半導體的多模2G/3G/LTE射頻(RF)解決方案與思寬新推出的下一代LTE基頻解決方案結合,為客戶提供高性能的LTE綜合產品組合。富士通半導體RF收發器支援包括LTE頻段在內的全球各主要頻段與模式,思寬將把該RF收發器與自身的LTE晶片進行整合并對其展開充分驗證。
商德明進一步補充說明,由于思寬擁有TD-LTE射頻晶片SQN3140,但未有FDD-LTE射頻晶片,因此與富士通半導體合作相當大程度系為補齊FDD-LTE頻帶的部分,因為這部分的頻帶眾多且不完整。目前富士通半導體收發器為思寬唯一支援的協力廠商射頻產品,除戮力將思寬射頻晶片與富士通半導體收發器介面最佳化,并驗證其為思寬Mont Blanc和Andromeda LTE平臺一環,提供最理想的性能。
此外,思寬已發表三款新FDD與TD-LTE基頻晶片,一款配套RF晶片與兩款新LTE平臺,其中,Andromeda平臺專為手持式裝置及平板裝置設計,而Mont Blanc平臺專為行動熱點(Hotspot)、通用序列匯流排(USB)與用戶端設備(CPE)數據機量身設計。該三款晶片皆采用40奈米互補式金屬氧化物半導體(CMOS)制程技術設計,可實現低耗電量與高性能,并采用微型封裝。
LTE布建聲聲催 電信業者拼省錢
顯而易見,電信服務已逐漸從2G、3G網路轉移至LTE上,帶動一場新的無線網路架構及設備革命。在整個LTE基礎建設日趨完備下,除了晶片業者搶搭VoLTE布建熱潮,加碼投資多頻多模LTE晶片,或采取策略合作方式搶攻各式LTE應用設備商機之外;電信營運商及網通設備業者亦正攜手開創全新基地臺架構,以在增建大量基地臺來因應4G頻寬需求的同時,還能降低CAPEX及OPEX成本。
其中,已有業者提出新一代基地臺布建架構--Cloud-RAN(Cloud of Radio Access Network),并看好其成為未來4G網路基礎建設的主流。尤其藉此架構可讓電信營運商降低約五成CAPEX及OPEX,并提高資料負載容量,因而快速在市場上嶄露頭角。
加速4G基礎建設 Cloud-RAN基站受青睞
資策會智通所行動寬頻中心主任羅耿介表示,Cloud-RAN基地臺集中管理的概念,可依商業與住宅區不同時間的網路用量即時分配頻寬。
資策會智通所行動寬頻中心主任羅耿介(圖3)表示,新世代無線網路架構--Cloud-RAN系由中國移動與中興率先提出,其透過將基頻裝置(Baseband Unit, BBU)與無線射頻遠端裝置(Radio Remote Unit, RRU)分離,各自獨立成主要的Cloud-RAN Center及次要的Cloud-RAN Edge兩大部分。此架構不僅能降低基地臺布建和管理成本,并縮減功耗及占地空間,同時也能解決社區大樓室內訊號覆蓋率不佳及訊號干擾等問題。
事實上,Cloud-RAN主要是以降低每位元資料傳輸成本及效率為優先考量。舉例來說,該架構與傳統基地臺網路相比,在Cloud-RAN Edge端僅需簡單的天線和無線電模組即具備收發訊號的能力,大幅省下租地、機房建置和運作的費用,估計可使電信營運商的無線網路整體建置成本降低約40~50%。
羅耿介更強調,該架構整合集中化處理、協作式無線電和云端運算等功能,可由Cloud-RAN Center執行主要運算工作,再依各地Cloud-RAN Edge的頻寬需求進行分配,進一步實現基地臺頻寬分流能力;一方面能提升頻寬使用效益,另一方面也為Cloud-RAN Edge的中央處理器(CPU)減輕大量運算負擔,構成高效率且低耗能的基地臺運作型態。
羅耿介也指出,構筑Cloud-RAN架構必須開發新的BBU、多核心中介軟體(Middleware)、基地臺集中訊號處理與協定、協作式無線電,以及基地臺虛擬化等技術,將帶動基地臺關鍵模組產業的發展。其中,晶片模組方面已有聯發科、瑞銘及常翔開始切入,基地臺與CPE亦有正文、明泰、合勤,以及鴻海與英華達等業者跨足,特別是伴隨Cloud-RAN Edge架構而生的微型基地臺概念,更是臺灣網通廠垂涎的商機大餅。
據了解,鎖定Cloud-RAN概念,阿爾卡特朗訊(Alcatel-Lucent)已開發輕巧型整合基地臺(LightRadio),并與中國移動簽署合作備忘錄(MOU),全力在中國大陸境內部署Cloud-RAN無線網路架構。
羅耿介補充說明,LightRadio將基地臺縮減為只有天線的架構,利用微波(Microwave)后置網路和壓縮技術,即可在任何有電源供應的地區架起行動寬頻網路,將為電信營運商帶來多方助益。
中國大陸力推TD-LTE 臺廠各就各位
值得一提的是,中國大陸業者不僅將眼光放在新的4G基地臺架構上,亦冀望透過十二五計劃推波助瀾,讓TD-LTE成為一項國際無線通訊技術標準,進而衍生更大的應用商機。而此一發展自然也吸引鄰近的臺灣IC設計、電信及網通設備業者積極卡位。
資策會MIC產業分析師許加政表示,LED、太陽能等綠能產業亦是十二五計劃重要的一環,臺灣廠商應積極尋求合作,以擴大外銷市場。
資策會MIC產業分析師許加政(圖4)表示,十二五計劃強調“自主創新”與“兩化兩型”,前者顧名思義就是扶植國內科技產業發展自有技術及智慧財產權,并制定相關產業標準如TD-LTE或發光二極體(LED)相關規范;而后者則是建設工業化、信息化,以及資源節約型、環境友好型社會,并著重在擴大內需市場。值此中國大陸戮力推展綠能及通訊產業之際,從晶片端到終端設備的商機也隨之引爆,激勵臺灣業者大力展開布局。
值得注意的是,中國大陸已計劃投入人民幣1兆6,000億元布建自有的3G及TD-LTE標準網路基礎建設,且中國移動業正全力推動TD-LTE成為國際標準。除與國內網通設備大廠華為、中興及普天等積極建構TD-LTE網路環境外,亦拉攏全球電信營運/設備商加入中國大陸七大城市試點運作。
許加政指出,臺灣的電信、晶片、網通/終端設備業者看好TD-LTE市場,已紛紛投入中國大陸TD-LTE試運行列,包括中華電信、遠傳、正文及明泰等,分別就電信服務及基地臺代工兩方面發動布局;而聯發科則密切與中國移動、聯想共同開發TD-LTE晶片,預計年底即有產品送樣;至于終端設備方面,宏達電亦已和中國移動展開產品測試合作,期分食TD-LTE商機大餅。
許加政強調,由于全球前四大經濟體中,北美、日本及歐洲均存在難解的經濟問題,預估明年度市場成長空間緊縮;相較之下,中國大陸因擁有廣大內需市場,且積極推動十二五計劃,明年將成為備受期待的主要目標市場。