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我们的都市为何需要更智慧化?
小型蜂巢式基地台之技术发展挑战赛

【作者: Greg Fischer】2013年12月24日 星期二

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最近在探讨行动装置使用状况的统计报告中证实了,使用者利用更多行动装置来存取更多内容的亲身体验。事实上,目前总行动装置与M2M的连线已超过70亿,预计2017年将会超越全球总人口数量。随着消费者对行动数据与服务的需求不断攀升,我们必须解决都市网路壅塞的问题,以提供更顺畅的上网体验,最重要的是确保消费者在最需要、最紧急的时刻能使用行动网路。


当发生紧急状况时,通常骤增的流量会瘫痪行动电话网路,以今年四月在波士顿发生的马拉松恐怖攻击事件为例,就造成了当时许多民众通讯受阻。截至目前,即使在日常生活中,蜂巢式与无线网路的频宽使用也越来越不敷使用。然而,这种现象将会愈来愈严重,为了相互较劲,企业不断推动从人、地方或各种事物的联网应用(例如透过感应器发声的树木、向医生回报服用的药物、及可与交通号志通讯的车辆等等)。各种联网应用所产生的庞大资料量,将使得网路面临极大的压力。因此,服务供应商必须能解决目前频谱短缺的问题,才能打造物联网的世界。



图一 : 骤增的流量会瘫痪移动电话网络。(图/ img.gawkerassets.com)
图一 : 骤增的流量会瘫痪移动电话网络。(图/ img.gawkerassets.com)

为何需要小型蜂巢式基地台?


消费者与企业都希望能获得不间断且高品质的网路覆盖率,并且能支援语音、视讯与数据等服务,目前小型蜂巢式基地台正好是比较低成本、容易布署,同时是可以提升连线品质的解决方案。简单地说,小型蜂巢式基地台是低功率存取点,可为终端用户提供更好的蜂巢式与无线网路覆盖率,并让行动业者更有效管理资料。小型蜂巢式基地台的无线电发射站使用自己的无线频段,所以,可以避免干扰大型基地台,是适用于一般电信网路比较经济实惠的解决方案。小型蜂巢式基地台有如交通警察,可将蜂巢式网路的流量顺畅地卸载至无线网路。


小型蜂巢式基地台可依区域性分为三种类型:居家的家用型基地台、小型企业或零售用途的商用/室内基地台,以及公共区域使用者的室外基地台。小型蜂巢式基地台不但可以改善家庭用户、办公室与公共区域使用者的网路体验、降低客户流动率,同时还能提升业者的市占率。


想像一下,在宜人的周间午后,大批饥肠辘辘的上班族涌入附近公园的餐车觅食。这些人是使用网路工作或常在社群媒体出没的族群,因此在等待或享用食物时大都会使用智慧型手机上网,这时庞大的资料量就可能造成网路资源不足,进而拖慢网路服务速度或导致无法连线。有了DVR大小的小型蜂巢式基地台,只要将它架设在附近办公大楼墙上,便可改善这种情况。基地台可提供足够的频宽,让公园内的智慧型手机保持连线,并卸载蜂巢式网路的流量,并大幅提升该区域使用者的连线品质。


Wi-Fi、小型蜂巢式基地台与蜂巢式网路的比较


小型蜂巢式基地台与Wi-Fi卸载一直是分析师与专家学者争辩不休的议题。有鉴于Wi-Fi目前布署的广泛程度及技术创新的脚步,许多业界专家认为Wi-Fi可能超越或什至导致都会区小型蜂巢式基地台被淘汰。


虽然Wi-Fi对满足全球数据需求的重要性不容置疑,但它也无法独力支撑小型都会区的网路需求,因为Wi-Fi和专为网路交递所设计的蜂巢式网路不同。对经常于不同地区漫游的使用者而言,网路交递是非常重要的考量。虽然无线网路业者知道小型蜂巢式基地台背后的网路交递流程,但消费者却可能对连线已经转移到其他的网路毫无感觉,也不知道为什么网路交递能提升连线品质。消费者顶多只会注意到连线品质变好了。尽管目前业界尚未找到让交递顺畅进行的方法,但我认为这只是时间早晚的问题。


在现实生活中,我们可能会看到由各种无线资料传输技术组合而成的网路,藉由各项技术的优点拼凑出足以应付行动装置的频宽。透过优先使用不同的无线技术,以建立智慧化、自动管理的无线网路生态系统,行动装置将可获得更长的电池续航力。未来,将各种授权(3G、LTE)与非授权(802.11x)频谱上的异质网路加以组合,以建立由微型基地台、Wi-Fi存取点与公用/家用小型基地台所构成的HetNet,将会是让城市保持连线的重要关键。



图二 : Wi-Fi对满足全球数据需求的重要性不容置疑,但它也无法独力支撑小型都会区的网络需求。(图/solid.com)
图二 : Wi-Fi对满足全球数据需求的重要性不容置疑,但它也无法独力支撑小型都会区的网络需求。(图/solid.com)

对行动业者的好处?


在高成本布署的考量下,行动业者通常只会在法规的最低要求内布建服务。不过,小型蜂巢式基地台的另一个优点是能在高流量地区提供更强的连线能力,并降低网路最佳化的成本。当业者对运动场、音乐表演会场与其他公共区域的使用者行为有更深入了解时,便能适时调整网路使用模式。当网路能辨识不同场合的使用模式时,连线效率将会大幅提升,也能获得更广泛的覆盖率。


小型蜂巢式基地台对电信业者还有一个好处。当用户连线至小型蜂巢式基地台时,业者可以更准确地辨识他们的位置,进而提供更多适地性服务与广告。根据Juniper Research的研究,行动适地性服务至2014年将创造127亿美元的营收。


目前多数的适地性服务都是由使用者透过应用程式打卡,让社群网站与供应商知道他们的位置,例如在Foursquare与Facebook等网站。这是因为蜂巢式网路与GPS比较难以掌握使用者的确实位置(特别是在室内时),而小型蜂巢式基地台则可以准确掌握附近使用者的所在位置。


@ 大标:结论:



小型蜂巢式基地台的技术发展在产业面与传输面(logistical)都面临许多挑战。首先,都会区小型蜂巢式基地台会面临棘手的使用者问题,除了要因应众多不同传输速率的手机外,有时候还会找不到可配置的基地台。不过,最难的是在户外公共区域布署基地台时,要如何避免与大型蜂巢式基地台相互干扰。为了让户外小型蜂巢式基地台达到最佳效能,网路业者与电信业者必须在网路中建立一套流程,并根据使用者流量持续监控来调整小型蜂巢式基地台的设定。


目前还没有任何业者或科技公司能够解决上述所有问题,但当大家一起齐心协力改善消费者的连线品质时,小型蜂巢式基地台技术便有机会可以大幅成长并获得广泛的布署,甚至于2016年创造220亿美元的营收。现在只是起步而已。


(作者为博通宽频电信存取部门副总裁)


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