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4大優勢助攻 5G CPE漲聲響起!
移動性、靈活性、低成本、大頻寬

【作者: 季平】   2021年06月04日 星期五

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任何終端設備若收不到訊號,智慧不起來,即便5G擁有十倍速於4G的無線高速傳輸能力,使用者也只能對著螢幕乾瞪眼。使用Wi-Fi的時候,可能因為距離或遮蔽物阻擋以至於信號中斷,這時,路由器可以加強網路覆蓋,但有些地方可能連網路訊號都收不到,只好二次加工,比方由客戶終端設CPE(Customer Premise Equipment)接收基站發出的5G信號,轉換成Wi-Fi信號或有線信號,讓使用者的智慧裝置如手機、平板、電腦可以順利連網。


提到CPE,有人會將它與路由器、FWA(固定無線接入)、Hotspot相提並論,但在定位及功能上略有出入。


5G CPE的四大優勢:移動性、靈活性、低成本、大頻寬

TrendForce研究總監謝雨珊指出,CPE是網路連接至用戶端的相關設備,包括數據機、寬頻路由器、寬頻閘道器等;Hotspots(熱點)(MiFi=Mobile Wi-Fi,無線數據機終端)為可攜式無線上網裝置,尺寸與手機相仿,集數據機、Router(路由器)、AP(無線存取點)三者功能,可以把5G網路訊號轉換為Wi-Fi訊號,支援Wi-Fi設備的多終端同時使用,如手機、NB、平板可以同時上網。


圖一 : TrendForce研究總監謝雨珊。(Source:TrendForce)
圖一 : TrendForce研究總監謝雨珊。(Source:TrendForce)

5G CPE的主要功能在於接收5G無線訊號後,將訊號轉換為Wi-Fi訊號的5G用戶終端設備,根據商用類型可分為FWA(固定無線接入)使用固定式裝置,以及MiFi(無線數據機終端)可隨身攜帶行動熱點。


4G技術採高頻覆蓋,基地台主設備容量承載有限,一旦使用用戶過多或集中爆發上網需求,就會出現壅塞狀況,而光纖寬頻正是有線寬頻的具體應用。「5G可利用大規模天線,在高頻段頻譜資源下,波長短,天線陣子形成天線矩陣,結合波束賦形、波束追蹤技術,可以彌補高頻傳輸的侷限性。」謝雨珊說,不過,光纖寬頻的速度和穩定性仍超過5G網路。


CPE可分室內型和室外型,是未來發展5G智慧家庭、智慧生活不可或缺的要角,透過5G CPE,可以控制多種智慧終端設備,網網相連,萬物互聯。CPE最大的優勢在於移動性和靈活性,可以適應更為嚴苛的網路環境,比方戶外小型聚會、戶外商業活動或展覽,CPE設備可以隨走隨用,攜拆兩便。


對於鋪設光纖難度大、成本高的偏遠地區,室外CPE有極佳的聯網助攻特性,由於5G CPE體積大,天線增益更強,功率更高,而且信號收發能力也比手機更強,所以室內外皆可使用。簡而言之,5G CPE融合了Wi-Fi的低成本,以及5G大頻寬優勢,對傳統光纖寬頻來說具有極佳的輔助效果。


5G FWA CPE 2025年全球出貨量上看1,170萬台

隨著5G網路基礎建設的全面開展,勢必有越來越多地方覆蓋5G信號,5G CPE的需求也會隨之增加。TrendForce數據顯示,5G CPE相關設備發佈數量逐步成長,2020年全球共有108家設備商發佈支援5G裝置或設備,數量高達559款,逾半數(約335款)已可商用,其中又以手機發佈比例最高,達278款(49.7%),其次是FWA(Fixed Wireless Access,固定無線接入)與CPE(用戶終端設備)達108款(19.3%),Hotspots(熱點)(MiFi)達26款(4.7%),合計佔全球5G終端設備的24%。


資策會MIC預測2019-2024年全球5G CPE出貨規模,其中,5G FWA預估2024年成長超過1,500萬台;全球技術市場技術諮詢公司ABI Research則預測,2021年全球5G FWA CPE市場出貨量將超過400萬台,到了2025年將躍升至1,170萬台,市場將以48%的複合年增率持續成長。


ABI Research分析師Khin Sandi Lynn認為,即便LTE是目前提供FWA服務最廣泛使用的技術,但仍無法與高速固定寬頻競爭,5G FWA服務可以支持千兆速度,具有極大的競爭潛力。



圖二 : 2019-2024年全球5G CPE出貨預測。(Source:MIC,2020年12月)
圖二 : 2019-2024年全球5G CPE出貨預測。(Source:MIC,2020年12月)

看好5G CPE未來發展,國內外業者競相佈局。2020年底,MIC AISP觀察台灣廠商出貨客戶及地區後發現,5G CPE的主要出貨對象以國際品牌廠為主,出貨佔比高達85%,不過,受Covid-19疫情影響,出貨地區以美國及中國為主,佔比超過60%。


資策會(MIC)認為, 2021年是網通產業秩序重組的一年,FWA成為寬頻最後一哩新選擇,由於部分國家幅員廣大,偏鄉光纖建置不易,吸引電信商嘗試以5G FWA做為固網最後一哩選項,也推升2021年5G CPE(Mi-Fi與FWA)產業出貨成長超過143%,達560萬台。


5G CPE市場發展概況

FWA是指利用支援行動網路的用戶端設備,提供寬頻接入的連結,在4G LTE時代,已有電信商提供4G FWA取代固網寬頻,由於 5G下載速度最高可達Gb級,媲美光纖網路,各界相當看好新一波5G FWA應用。GSM協會統計,截至2020年11月,全球已有超過423家行動電信商提供4G FWA服務,超過120家已提供5G服務,其中,推出家用或商用5G FWA寬頻服務的業者約44家。


Verizon是北美推出5G FWA服務的主要營運商,而EE、Three UK及Vodafone則是歐洲推出5G FWA的主要營運商;努力使用5G毫米波頻譜擴展5G FWA範圍的幾家業者包含高通、CasaSystem和愛立信公司。


ABI Research觀察,過去一年中,亞太地區、歐洲、中東和非洲的主要業者已開始推出5G FWA商用服務,除了Verizon,其他業者正將6 GHz以下頻段用於FWA服務,「考量到頻譜的可用性和更好的傳播優勢,低於6GHz的頻段可能成為5G FWA服務廣泛使用的頻段。」ABI Research分析師Khin Sandi Lynn說。不過,從LTE過渡到5G,目前5G FWA服務及出貨主要集中在成熟市場,新興市場可能繼續依賴LTE FWA服務。


IDC分析機構預測,全球5G、LTE路由器、閘道(gateway)市場將從2019年的9.79億美元成長至2024年的30億美元;Counterpoint Research則預估,5G FWA使用者將從2020年的1,030萬人增加到2030年的4.5億人,這些數據顯示,5G FWA服務市場具有相當大的潛在商機。


TrendForce研究總監謝雨珊觀察,市場上已有部份新款筆電、電視等產品開始支援5G,不僅消費型產品,企業規格設備也紛紛投入支援5G,如工業匣道器、企業路由器、無線AP等,還包含其它5G週邊設備,如AR/VR頭戴型設備、無人機、機器人、攝影機、車用OBU(車載單元)等。隨著5G商轉進程的加速,未來5G CPE可以著墨之處也會越來越多。


謝雨珊進一步指出,國外大廠Qualcomm(高通)自2019年即已佈局5G CPE晶片廠,專注於中高階市場,而且具備領導地位,更積極與其他廠商合作,以實惠價格做為競爭利器。此外,Qualcomm還主導5G FWA、5G Pioneer、XR等認證計畫,其中,2021年2月推出的第四代5G數據機對天線解決方案驍龍X65,是全球首款為5G固定無線接取CPE提供8個支援6GHz以下頻段接收天線的解決方案,同時針對Snapdragon X65 5G 數據機及射頻系統升級,包括能效的提升,以及支援更大的毫米波載波頻寬。Snapdragon X65裝置預計2021年底推出商用裝置。



圖三 : 高通2019年推出驍龍X55 5G數據機及射頻系統(Snapdragon X55 5G Modem-RF System)。(Source:Qualcomm)
圖三 : 高通2019年推出驍龍X55 5G數據機及射頻系統(Snapdragon X55 5G Modem-RF System)。(Source:Qualcomm)

圖四 : 2021年高通推出的驍龍X65 5G是全球首個支援10Gbps 5G速率及符合3GPP Release16規範的數據機及射頻系統。(Source:Qualcomm)
圖四 : 2021年高通推出的驍龍X65 5G是全球首個支援10Gbps 5G速率及符合3GPP Release16規範的數據機及射頻系統。(Source:Qualcomm)

台灣的晶片大廠聯發科則是致力於滿足各階市場,有AI、Wi-Fi、藍牙等技術互為搭配,更與Intel合作開發5G筆電,產品有天璣800、天璣1000等。聯發科在2020年9月針對5G CPE、FWA、行動熱點推出5G無線平台晶片T750,支援Sub-6GHz頻段及Wi-Fi 6,可用於新一代5G CPE(用戶終端設備)、FWA(固定無線接取)、mobile hotspot(行動熱點)等設備。


T750平台在5G Sub-6GHz頻段下支持雙載波聚合(2CC CA),訊號覆蓋範圍更廣,室內外FWA裝置如路由器、行動熱點等均適用。除了國內外指標性大廠,部分台灣廠商也已開始小量出貨支援FWA(固定無線接入)的CPE用戶端設備,如智易、啟碁、合勤、亞旭等2020年均有小量出貨。


5G CPE後勢看漲

5G CPE成為網通業者新產品開發目標,主要因為5G FWA可望成為佈局固網最後一哩路的補充或替代方案,有助淘汰過時的DSL技術,此外,Mi-Fi用戶加速升級5G產品也成為另一股助力。


資策會(MIC)產業顧問兼副主任林柏齊指出,美國偏遠地區光纖建置不易,加上初期佈建與後期維護成本高,突顯FWA的優勢與潛力,未來美國可能成為2021年5G FWA最具潛力的市場之一,網通業者如Nokia、Samsung、Casa Systems等已陸續推出5G FWA相關產品及設備。國內的電信業者如亞太電信也已推出5G FWA定點高速上網服務。


目前全球5G終端設備分配仍以手機為大宗,其次才是FWA CPE。TrendForce研究總監謝雨珊認為,未來電信營運商會積極增加FWA服務,以支援有保證的服務品質(QoS),其中,Verizon、Deutsche Telekom和Vodafone等已在高密度城市地區推出5G FWA服務,提供類似光纖的寬頻服務;英國電信(British Telecom)近期則推出Hybrid Connect,是固定寬頻用戶的可選附加服務之一,當固定寬頻出現技術問題時,Hybrid Connect可以將家庭中的所有設備連接到FWA。


不過,5G毫米波基地台建置速度仍在起步階段,另一方面,5G CPE產品多使用和5G手機相同或類似的5G晶片,晶片荒是否影響未來5G CPE的發展速度?


對此,謝雨珊認為,毫米波因為高頻特性,加上空間衰減性高、網路覆蓋率低等問題,進而增加了元件設計與基礎設施佈建的系統複雜性與成本。毫米波商用化原則上落在2025年,預計鎖定特定垂直應用,5G毫米波基地台部署主要用於室外場景,如港口、礦山、製造業等應用領域。


至於網通晶片缺貨,主要因為之前5G手機晶片過度下單而排擠到網通晶片量(包括5G、WiFi 6、寬頻、交換器等應用),但她認為,隨著疫情爆發,全球居家上班、遠距教學及線上遊戲等上網需求增加,對網速的要求也更高,反而會提高對高速網路硬體的需求。


在市場需求、晶片端、多裝置推出的推波助瀾下,與5G FWA相關的CPE裝置規模預期將加速起飛,5G CPE的應用場景也會變得越來越豐富多元,甚至可能支持除了5G之外的更多通信協定,如藍牙、UWB等,成為所有設備的管控中心。


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