T.S.
日前3GPP(3rd Generation Partnership Project)公佈了超微型基地(Femtocell)標準,涵蓋四大領域:網路架構、無線干擾問題、管理及規範、以及安全問題。此四項標準係採用寬頻論壇(Broadband Forum)的TR-069(Technical Report 196)管理協定,並嵌入與Femto論壇(Femto Forum)共同開發之廣泛應用在固定網路與機上盒(STB:Set-top-Box)等產品的TR-196,並支援行動營運商自動進行遠端管理和軟體更新。此外,並採用了結合KIEv2(Internet Key Exchange v2)與IPSec(IP Security)協定的資料交換安全機制。
量產的挑戰
Femtocell標準的出現,意味著大量生產的可能,也讓不同業者的接取點(AP:Access Point)和Femto閘道能夠互通。當然,回顧以往的經驗,雖然有了標準,但實際上的互通性,仍然需要一點時間的測試驗證,更不要說是不同業者之基地台與產品的互通問題。
但是,在一些研究機構眼中,對於Femtocell還是頗為看好。根據ABI Research的調查資料指出,二○○八年超微型基地市場還只是處在謹慎期的階段,預估設備銷售量約為十萬台;不過,到了二○一○年時,將可望以數千萬台做計;到了二○一一年,全球將有三千六百萬個Femtocell接入點和一億兩百萬個用戶。此外,Ovum的統計數據亦顯示,二○○八年Femtocell在西歐開始緩慢成長,預估二○○九年該地區的出貨量可進七百萬台左右;到二○一一年時,更將上看一千七百萬台。而這樣的商機,不僅是對通訊設備業者有意義,在半導體市場上,也於二○○八年帶來了約五千萬美元的商機,預估二○一二年還將提升至九億三千五百萬美元。
在價格部分,ABI Research的認為,二○一○年Femtocell晶片價格將降到一百美元左右,對於該技術的應用普及,將有明顯的助益。更重要的是,二○○九年將是Femtocell的重要轉捩點。
生而逢時
坦白說,Femtocell可以說是生而逢時。自二○○二年摩托羅拉(Motorola)英國研發團隊開發出全球第一座超微型基地,可以非對稱數位用戶迴路(ADSL:Asymmetric Digital Subscriber Loop)取代專線型回程線路(backhaul),儘管其網路佈建成本和基地硬體採購成本,相對並不昂貴,但一項新技術或新概念如此迅速普及或廣受營運商和設備製造商各方歡迎期待,某方面來說也算箇中奇琶。
簡而言之,Femtocell最大的特色,在於可於3G(3rd Generation,第三代行動通訊系統)網路上,連通室內多種IT裝置,彌補3G網路室內覆蓋不足的先天缺陷,相當於某種中繼(relay)功能,強化行動寬頻網路的覆蓋率。
對行動通信業者來說,尤其是在台灣,基地台擴建似乎日趨不易,回程線路租金問題也履掀爭議;不僅如此,近年來各種新興網路應用增加,流量大增卻未必能夠有相應的金錢收入,但網路設備的投資卻在所難免,如何達到網路成本、特別是營運成本的極小化,同時再以創新加值服務提升用戶平均貢獻度(ARPU:Average Revenue Per User),成為營運商不得不認真對待的兩大重點。
事實上,以四月初甫發生的台灣電信史上首椿斷訊事件為例,當時中華電信對台灣大逐步斷訊,首波先減少五分之一的網路流量,影響約五百五十餘萬寬頻和3.5G上網用戶。當時原因之一,便是中華電信目前對台灣大、遠傳電信等業者每M頻寬費率收費約新台幣一千八百元,但台灣大則要求比照國際業宇水準,降為每M三百元。在這種情況下,透過導入超微型基地,將可望同時滿足前述兩大要求。
阿爾卡特.朗訊(Alcatel-Lucent)行動接取部門Femto產品線總監Yannick DUPUCH指出,根據統計,約有百分之七十的通話是在室內進行,但只有約百分之二的建築基於某些特殊考量,才有兼顧室內覆蓋率的設計,半數使用者對於室內通訊服務總是抱怨連連。而Femto BSR(Femto Base Station router)的概念,是讓使用者即使在家中,也能持續不斷連網(always on)。該公司無線網路研發中心資深處長張瑞琦則是進一步闡明,Femtocell並不是一項技術,而是一種概念或一個形容詞,可以運用為Femtocell WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access,全球微波存取互通)、Femtocell 3G等等網路中繼;該公司目前推出的,便是3G的Femtocell,未來更可能成為模組化產品,能夠嵌入家中任何IT相關裝置。
圖一:同阿爾卡特.朗訊(Alcatel-Lucent)行動接取部門Femto產品線總監Yannick DUPUCH認為,預估至二○一○年時,超微型基地(Femtocell)全球年產量將可望達到一百萬至五百萬台。而該公司的立場,乃是希望透過此類產品,協助其客戶提升室內通訊服務品質(QoS:Quality of Service)以及網路頻譜使用效率;相較於其他業者,該公司與之最大差異,在於是業界公認之端對端(E2E:end to end)解決方案供應商,在xDSL、W-CDMA網路、CPE管理系統、IP架構、以及IT整合,均有優異之表現。(攝影:T.S.)
Yannick指出,Femto CPE的構造極為複雜,以軟體而言,必須同時兼具W-CDMA行動通訊網路(Node B和RNC)與機構面的自動管理配置能力;至於硬體部分,該公司在DSL或WiMAX等CPE方面,已和許多本地業者合作,而關於W-CDMA Femto,該公司亦希望和台灣W-CDMA營運業者合作提供Femto基礎建設,如此一來,只要本地CPE供應商能夠展現其產品規劃競爭力與技術能力,也將有助於雙方的合作。
至於超微型基地究竟何時能夠普及,Yannick認為,二○○九年的Femtocell市場仍在起步階段,但預料至二○一○年時,全球年產量將可望達到一百萬至五百萬台。
雞生蛋或蛋生雞
然而,Femtocell要能普及,勢必單價必須要再降低,這便涉及台灣廠商最關心的話題之一,就是在這樣的市場大餅下,能有多少機會或程度的參與?對此,Yannick指出,超微型基地的硬體架構看來或許簡單,但其實卻是一項極為複雜的產品,甚或可以形容成是一座大型基地台具體而微的版本。
圖二:超微型基地(Femtocell)架構。(圖:FemtoForum)
事實上,Femtocell的特色之一,在於能夠提供標準化的「zero-touch」方案,亦即只要將Femto接取點插上電源,便可以開始運作;此外,其標準針對廠商與用戶驗證,還採用了一系列系統安全措施,以確保資料傳輸的私蜜性,例如:IKEv2 (Internet Key Exchange v2)和IPsec(IP Security)等通訊協定。因此,Femtocell雖然不必具備電信等級的系統可用度,但其系統仍然較複雜、軟體也與單純的Wi-Fi等網路通訊產品相當不同。
對此,張瑞琦表示,該公司已解決複雜的技術問題,著手模組化設計;至於跟台灣廠商合作的部分,可能必須要是具備ADSL或纜線數據機(Cable Modem)CPE專業知能的廠商,才有能力生產。Yannick也提到,台灣在網通類終端設備上的生產實力堅強,該公司亦希望能在台灣尋求具備足夠產品藍圖競爭力與技術能力之合作夥伴,共同進軍全球市場。
Yannick表示,該公司目前已有整合型Femto版本,係為機上盒搭載Femto模組之產品。事實上,建置Femtocell的主要目的,係在於改善室內覆蓋率,以便提供更好的語音品質、數據傳輸速率;至於未來可能的潛在應用,包括:記事提醒(Post it notes)、幼童照護(child tracking)、家庭單一號碼(one family number)、以及電子優惠券(e-couponing)等等。最重要的是,對消費者來說,屆時使用行動電話手機上網就像原本使用電腦上網一般,沒有什麼不同。
附帶一提的是,或許也會有人將Femtocell的功能與Wi-Fi等個人區域網路的無線連結技術相比,但Yannick認為,並非所有行動電話手機均支援Wi-Fi功能(僅有智慧型手機會搭載Wi-Fi功能,但在整體手機市場中所占比例極少),而Femtocell則是鎖定所有3G行動電話手機。此外,Wi-Fi並無法提供服務品質(QoS:Quality of Service)保證,其頻寬必須與所有使用者共享,當多人使用時的資料傳輸速率必將下滑,且有部分手機在設定Wi-Fi功能時十分複雜;另一方面,若從使用者健康因素考量,Wi-Fi的發射功率約為Femto的五倍(Wi-Fi為100mW,Femto則為20mW),故Femto在此一議題上亦略勝一籌。
而對電信營運商來說,則Yannick指出,將可透過Femtocell降低大型基地台(macro layer)數據傳輸流量負載,卻能提供其客戶更好的服務品質,以強化用戶忠誠度。