全球行動通信技術與標準發展趨勢

目 前 獲 得 IT U 認 可 的 3 G 標 準 有 下 列 幾 個 〆 WCD MA 標 準 下 的 U MT S ( U ni versal Mob i le T e lec o mmu n ica t ion s Syst em) 與 FO MA( Freed om of Mobile Multim edia Access) 、 CD MA2000 、 T D- SCDMA (Time Division S y nc h ro n ous CD MA )。 W iM ax 802.16e 也 於 20 07 年 被 I T U 認 可 為 3 G 標 準 。 這 幾 種 標 準 都 能 滿 足 I MT- 2 0 00 所 要 求 的 3 G 技 術 規 格 ， 並 且 都 還 在 不 斷 演 進 ， 以 提 供 更 高 的 資 料 傳 輸 速 率 。 以 基 於 UM TS 下 發 展 的 HSD PA( Hig h S pe e d Do wnlink P ack e t Ac c ess ) 為 例 ， 在 理 論 上 最 高 已 經 可 以 提 供 下 行 2 1M b p s 的 資 料 傳 輸 速 率，和 目 前 一 般 大 眾 所 使 用 的 ADSL 或 Cab le 等 有 線 上 網 所 能 提 供 的 傳 輸 速 率 已 經 不 相 上 下 。 行 動 通 訊 的 資 料 傳 輸 技 術 發 展 時 程 與 相 關 應 用 可 以 圖 4 .4 表 示 。

由 於 3G 產 業 相 對 於 W iM AX 產 業 來 說 ， 已 經 相 對 成 熟 ， 因 此 以 下 僅 對 資 料 傳 輸 技 術 的 演 進 做 介 紹 。 3G 在 I M T- 20 00 的 規 劃 中 ， 所 著 重 的 是 語 音 之 外 的 應 用 。 因 此 ， 資 料 的 傳 輸 速 度 是 各 種 3 G 技 術 的 發 展 重 點 。 以 C DM A 2 0 00 來 說 ， CD MA 20 00 1 x 可 提 供 的 資 料 傳 輸 速 率 為 1 44K bps 。 而 目 前 已 有 營 運 商 佈 建 的 C D MA2 0 00 1xE V - D O 則 有 R ev. 0 與 Rev .A 兩 種 版 本 。 R ev . 0 版 本 系 統 的 下 行 速 度 為 2.4M bps ， 上 行 速 度 為 153 .6K bps ， R ev. A 版 本 的 下 行 速 度 為 3.1M bps，上 行 速 度 為 1.8Mbps。計 畫 中 的 下 一 個 Rev .B 版 本 在 下 行 速 度 為 4. 9 Mbp s ， 上 行 速 度 為 1 .8Mbp s 。 在 WC DMA 方 陎 ， 3GPP 所 制 定 的 R 5 版 本 中 的 HS D PA，其 下 行 速 度 為 14Mbp s，上 行 速 度 為 2Mbp s，

並 且 已 經 有 營 運 商 佈 建 HS DP A 的 系 統 網 路。而 下 一 個 版 本 R6 的 HSU P A ， 其 下 行 速 度 為 14 Mb ps ， 上 行 速 度 為 5 .8M b ps 。 以 目 前 的 趨 勢 來 看 ， WCDMA

除 了 在 技 術 上 領 先 C DMA 2 000 技 術 外 ， W CDM A 的 使 用 者 也 超 過 了

4.2.2 IEEE 的 802.16 行動通信標準

另 一 方 陎 ， 原 本 就 以 傳 輸 數 據 資 料 為 主 的 電 腦 網 路 ， 也 因 為 行 動 上 網 裝 置 的 發 展 而 產 生 了 變 化 。 如 筆 記 型 電 腦 雖 然 不 像 手 機 一 般 小 巧 ， 但 是 也 具 備 相 當 程 度 的 可 攜 性 ， 在 這 種 具 備 可 攜 性 的 特 性 下 ， 也 產 生 了 移 動 式 上 網 的 需 求 ， 例 如 使 用 8 02 . 11 a /b/ g /n 技 術 的 Wi -F i H ot Sp ot 。 而 為 了 實 現 能 在 廣 大 區 域 中 提 供 行 動 式 無 線 上 網 的 情 境 ， 有 別 於 I T U - T ， I E EE 也 制 定 了 與 無 線 城 域 網 路 (WMA N 々 W irele ss M et ro polit an Are a N et w o r k) 的 相 關 標 準 － 80 2. 1 6 系 列 標 準 。 為 了 推 廣 802 .16 系 列 標 準 ， 相 關 的 業 者 也 成 立 了 微 波 存 取 全 球 互 通 論 壇 (WiMAX Forum ; Wor ldw ide I nt e r o pe rabilit y fo r Mi c row a ve A cce s s F orum) 。

在 8 02.16 系 列 標 準 發 展 藍 圖 中 (圖 4 .5 )， 發 展 的 時 程 共 分 為 三 個 階 段 。 第 一 階 段 是 固 定 無 線 寬 頻 (Fixed Broadband Wireless) ， 配 合 的 終 端 產 品 為 無 線 寬 頻 數 據 機 。 第 二 階 段 是 移 動 無 線 寬 頻 ( Por table B r oa d ba n d Wirele s s) ， 配 合 的 終 端 產 品 型 態 為 無 線 通 訊 模 組 並 安 裝 在 筆 記 型 電 腦 內 。 第 三 個 階 段 是 行 動 無 線 寬 頻 (Mobile Broadband W i re l es s )， 終 端 產 品 型 態 為 S m art Pho n e 、 Mo bile Int ernet De vice 等 手 持 式 產 品 搭 配 。

圖 4.5 IEEE802.16 技術演進與發展藍圖 Source:WiMAX Forum

4.2.3 行動寬頻通信技術發展

根 據 D at ac om m R ese a rch 與 Rysavy Research 指 出 ， Wi MAX 與 F l as h -O F DM （ Orthogonal Frequency Division Multiplexing ） 等 寬 頻 無 線 技 術 顯 示 出 將 取 代 3 G 網 路 在 數 據 傳 輸 網 路 的 企 圖 心 。 一 般 來 說 ， W i M AX 與 3G 無 線 技 術 當 初 在 應 用 市 場 的 定 位 上 是 有 差 別 的 。 按 照 理 論 來 說，兩 者 是 互 補 而 不 是 競 爭々不 過，隨 著 Wi M AX 定 位 上 的 轉 變，也 讓 WiM AX 與 3G 在 數 據 服 務 市 場 產 生 了 部 分 的 衝 突 。 WiMAX 在 2001 年 12 月 時 ， 是 以 固 定 式 寬 頻 無 線 網 路 自 居 ， 到 20 0 5 年 以 後 ， 論 壇 甚 至 希 望 能 延 伸 至 行 動 寬 頻 無 線 網 路 領 域 ， 這 樣 的 定 位 模 式 與 3G 網 路 在 行 動 寬 頻 網 路 發 展 產 生 了 衝 突 (表 4.3 )。

對 於 行 動 電 話 服 務 業 者 來 說，其 投 入 3G 與 Wi MAX 也 期 望 使 用 兩 者 之 間 互 補 特 質 ， 才 能 夠 發 揮 寬 頻 無 線 服 務 到 極 致 。 但 是 在 英 特 爾 的 計 畫 ， 其 一 直 期 望 能 在 行 動 電 話 晶 片 市 場 佔 有 一 席 之 地 ， 如 果 能 夠 藉 由 WiMAX 在 固 定 、 可 攜 式 與 行 動 的 優 勢 ， 勢 必 會 讓 英 特 爾 在 未 來 寬 頻 無 線 網 路 方 陎 佔 有 重 要 的 地 位 。

D a t ac omm Res e arc h 指 出 ， 以 O F DM 技 術 為 基 礎 的 W iMAX， 其 實 是 行 動 寬 頻 數 據 服 務 中 最 好 的 技 術 。 尤 其 是 當 WiM AX 再 加 入 MI MO

（ M ul t ip le -In pu t ， Mul t ipl e - O utp u t ） 智 慧 型 天 線 技 術 之 後 ， 更 能 讓 W iM A X 技 術 發 揮 到 極 致 (ST P I, 2 005 ) 。 O FDM 或 者 說 MI MO- OF DM 的 寬 頻 無 線 技 術 的 優 勢 ， 在 於 其 能 應 用 的 領 域 極 為 廣 泛 ， 如 果 再 搭 配 V o ic e -o v er- W iM AX ， 則 能 夠 兼 顧 數 據 與 語 音 的 服 務 。 圖 4. 6 為 各 種 行 動 通 信 技 術 的 規 格 比 較 ， 以 傳 輸 速 度 及 移 動 性 為 主 要 比 較 基 準 。

圖 4.6 行動通信技術的規格比較 資料來源〆本研究整理

表 4.3 WiMAX 與 3G 網路定位變化 範

圍 距離 標準 先前定位 目前定位

都 會

小於 30 英哩

WiMAX， Flash-OFDM，

802.16e

都會地區無線 連接， 取代 xDSL 等固網

除了原有定位之外，積 極往行動寬頻網路 廣

域

National GSM/GPRS/EDGE，

WCDMA， HSDPA，

CDMA 2000， 1x EV-DO，

1x EV-DV

行動語音與寬 頻數據服務

行動語音與寬頻數據 服務

資料來源〆國家實驗研究院科學技術資料中心(2005年3月)

圖 4.7 WiMAX/WLAN/Cellular 技術比較 Source:Slideshare, (2007)

但 3 G/ 3. 5G 有 最 大 的 涵 蓋 、 最 佳 的 QoS 和 移 動 接 收 能 力 ， 相 對 的 則 有 較 低 的 數 據 傳 輸 速 率 和 較 高 的 成 本 如 圖 4 . 7 所 示 。 WiF i 具 有 最 高 的 數 據 傳 輸 速 率 ， 然 而 其 移 動 接 收 能 力 較 差 ， 因 此 適 合 在 室 內 使 用 ， 可 彌 補 3 G 在 室 內 涵 蓋 區 域 之 不 足 。 Wi MA X 傳 輸 速 率 與 HSP A+相 當 ， 但 目 前 Wi MAX 漫 遊 與 移 動 特 性 還 比 不 上 3G，僅 能 定 位 是 無 線 寬 頻 都 會 網 路。由 於 3 G/3.5 G 領 先 市 場 的 態 勢 ， 因 此 繼 續 演 進 到 L T E 來 弭 補 其 在 數 據 傳 輸 速 率 上 的 劣 勢 也 如 火 如 荼 在 進 行 。

4.3 3G/3.5G 產業分析

4.3.1 3G/3.5G 產業目前狀況

3G 的 系 統 技 術 規 格 主 要 有 3 個 ; 一 個 是 以 西 歐 原 先 GS M 標 準 發 展 而 來 的 WC D MA 系 統 ， 另 一 個 是 由 北 美 CDM A On e 系 統 發 展 而 來 的 C DMA 200 0 系 統 ， 第 三 個 則 是 中 國 自 行 開 發 的 T D- SC D MA。 隨 3G 產 業 鏈 日 趨 成 熟 ， 全 球 已 開 發 國 家 的 3 G 用 戶 數 進 入 穩 定 增 長 階 段 。 無 論 是 從 管 制 環 境 的 變 化 ， 還 是 從 商 用 網 路 部 署 、 設 備 市 場 以 及 用 戶 的 發 展 ， 都 可 以 看 出 全 球 3 G 市 場 帄 穩 、 快 速 的 發 展 態 勢 。

2 00 8 年 ， 各 國 電 信 管 理 機 構 通 過 各 種 新 措 施 促 進 3 G 市 場 競 爭 ， 推 動 3 G 產 業 的 整 體 發 展 。 澳 門 電 信 管 制 機 構 DS RT 在 2008 年 5 月 發 布 的 新 規 定 中 ， 要 求 運 營 商 在 獲 得 3 G 營 運 許 可 之 後 的 兩 年 間 ， 將 全 部 2G 用 戶 轉 網 到 3 G ， 如 果 3G 運 營 商 沒 有 達 到 這 一 目 標 ， D SRT 將 收 回 其 3 G 許 可 證 。 日 本 電 信 管 制 機 構 於 2 0 08 年 5 月 要 求 NTT DoCoMo 、 KDDI 和 軟 銀 等 移 動 運 營 商 向 虛 擬 運 營 商 ( MVNO ) 公 開 網 路 租 賃 費 和 租 賃 條 件 。 日 本 電 信 管 制 機 構 此 舉 使 得 行 動 通 訊 網 路 開 放 更 加 透 明 化 ， 並 對 規 範 網 路 開 放 市 場 、 鼓 勵 MVNO 的 積 極 性 、 吸 引 更 多 的 M VNO 進 入 市 場 非 常 有 幫 助 ， 最 終 達 到 促 進 市 場 競 爭 的 目 的 。 此 外 電 信 管 制 機 構 也 透 過 發 放 頻 率 許 可 證 的 方 式 ， 引 入 電 信 運 營 商 以 外 的 企 業 經 營 無 線 寬 帶 網 路 和 業 務 。 如 美 國 開 放 7 0 0M H z 頻 段 競 標 ， 得 標 者 除 了 傳 統 電 信 運 營 商 以 外 ， 其 他 亦 包 括 有 運 營 廣 播 電 視 網 路 的 背 景 ， 其 中 Fr o nti e r W irele ss 是 美 國 大 型 衛 星 電 視 公 司 D I SH Networ k 的 子 公 司 ， Co x Wi r ele ss 則 是 美 國 有 線 電 視 巨 頭 Cox C o mm u ni c ations 的 子 公 司 。 與 2.1GHz 相 比 ， 在 9 00MHz 頻 帶 之 3G 網 路 具 有 覆 蓋 範 圍 廣 、 信 號 穿 透 能 力 強 等 優 點 。 因 此 ， 以 其 作 為 2 .1G Hz 的 配 合 頻 譜 來 發 展 3G 業 務 ， 對 降 低 網 路 建 設 和 運 轉 維 護 成 本 有 效 益 ( Sin a, 2 0 08 ) 。

此 外 ， HSDPA 仍 是 W C DMA 主 流 ， 從 WCDMA 網 路 升 級 到 HSDPA 網 路 只 需 軟 體 升 級 就 可 達 成 ， 因 此 ， H S DPA 商 用 網 路 的 部 署 速 度 亦 非 常 快 ， 在 商 用 網 路 開 始 部 署 的 第 二 年 ( 即 200 6 年 )， 就 進 入 網 路 部 署 的 高 峰 期 。 此 後 ， H SD P A 一 直 是 WC DMA 陣 營 商 用 網 路 部 署 的 主 流 。 截 至 200 8 年 6 月 底 ， 全 球 已 經 有 近 9 0% 的 WC DM A 商 用 網 路 升 級 到 HSD PA。 G SA 調 查 顯 示 ， 目 前 全 球 已 有 1 29 個 國 家 的 3 16 張 HS P A 網 路 應 用，其 中 包 括 115 個 國 家 的 2 74 個 H S DP A 運 營 商 ， 約 50% 的 HS DP A 商 用 網 路 (1 35 個 )可 實 現 7.2Mb ps 或 更 高 的 速 率 ， 7.2Mbp s 已 成 為 運 營 商 對 H S DPA 速 率 的 基 本 要 求 ， 1 4.4Mb ps 、 21Mbps、 28Mbps 的 HSDPA 網 路 相 續 問 世 。 全 球 45 個 國 家 已 啟 動 了 8 7 個 H S UP A 網 路 建 設 ， 此 外 還 包 括 1 1 個 H SUP A 商 用 承 諾 。 HS PA +正 成 為 運 營 商 的 新 訴 求 ， 全 球 目 前 已 啟 動 了 1 4 個 H S PA+ 商 用 網 路 建 設 ， 其 中 13 個 支 援 2 1 Mb p s 下 行 速 率 ， 1 個 支 援 28M b ps 下 行 速 率 。 多 個 運 營 商 正 在 規 劃 其 商 用 時 程 ( C CR, 2010 ) 。

在 終 端 設 備 方 陎，3 G/3. 5G 手 機 會 提 供 更 多 的 視 訊 功 能，如 手 機 電 視 、 短 視 頻 播 放 等 ， 手 機 廠 商 一 直 在 致 力 於 提 高 手 機 的 視 頻 和 音 頻 性 能 ， 包 括 顯 示 色 彩 、 照 相 機 像 素 、 螢 幕 尺 寸 、 對 比 度 等 的 提 升 ， 從 而 使 3G 手 機 的 視 音 頻 系 統 能 得 到 顯 著 提 升 。 拍 照 手 機 從 問 世 之 初 的 10 萬 像 素 到 現 在 的 7 00 萬 像 素 ， 螢 幕 由 幾 年 前 的 6. 5 萬 色 發 展 到 現 在 的 160 0 萬 色 ， 短 短 幾 年 內 ， 手 機 像 素 、 顯 示 色 彩 、 照 相 機 像 素 等 指 標 已 經 呈 指 數 級 增 長 。 目 前 ， 拍 照 手 機 在 總 體 手 機 市 場 的 滲 透 率 是 70%左 右 。 在 新 款 3 G 手 機 網 路 規 格 分 佈 方 陎，H SD P A 手 機 迅 速 成 熟，從 2 007 年 6 月 的 23%上 升 到 2 00 8 年 6 月 的 38%。 與 此 相 比 ， 只 支 持 W C D M A 規 格 的 手 機 佔 有 率 則 持 續 下 降 ， 從 2 0 07 年 6 月 的 4 9% 下 降 為 2 0 08 年 6 月 的 3 4%。 隨 著 H SPA 終 端 的 成 熟 和 日 益 突 出 的 速 度 優 勢 ， W CDM A 手 機 將 逐 漸 被 汰 換 ( Sin a, 20 08) 。

4.3.2 3.5G 行動寬頻市場分析

易 利 信 (E ri cs so n) 執 行 長 Ha n s V e stb e rg 指 出 ， 在 智 慧 型 手 機 以 及 其 他 行 動 裝 置 的 帶 動 下 ， 行 動 數 據 傳 輸 量 已 經 開 始 出 現 大 幅 成 長 。 易 利 信 預 估 全 球 行 動 寬 頻 用 戶 數 將 由 目 前 的 4 億 大 幅 成 長 至 20 15 年 的 35 億 ( F un d dj , 2010)。 在 20 0 7 年 H S PA 已 是 最 先 進 的 行 動 寬 頻 技 術 之 一 ， 因 此 無 論 從 近 期 或 中 長 期 來 看 ， 預 估 將 有 更 多 行 動 服 務 營 運 商 會 加 入 HS PA 網 路 的 行 列 。 簡 單 來 說 ， 對 於 3 G 服 務 提 供 者 而 言 ， HS PA 技 術 是 一 種 軟 體 升 級 而 不 是 新 的 網 路 投 資 ， 因 此 較 不 具 投 資 風 險 。

行 動 寬 頻 最 大 的 成 長 市 場 是 在 北 美 、 西 歐 地 區 、 中 國 大 陸 、 以 及 遠 東 地 區 。 J u niper R ese a rch 預 計 單 是 行 動 商 業 交 易 在 2012 年 的 市 場 就 超 過 2 ,0 0 0 億 美 元 ( Sof t ped i a,2 0 10) 。 不 過 ， Ju niper Re searc h 也 提 出 ， 如 果 非 常 低 價 的 筆 記 型 電 腦 ， 或 者 具 備 行 動 寬 頻 上 網 能 力 的 MP3 播 放 機 或 掌 上 型 遊 戲 機 都 相 繼 出 現 的 話 ， 將 有 助 於 行 動 寬 頻 市 場 大 餅 的 擴 大 。 2 00 9 年 蘋 果 電 腦 推 出 i Pho n e 後，行 動 上 網 流 量 有 了 倍 數 的 躍 進。Ana lys ys

行 動 寬 頻 最 大 的 成 長 市 場 是 在 北 美 、 西 歐 地 區 、 中 國 大 陸 、 以 及 遠 東 地 區 。 J u niper R ese a rch 預 計 單 是 行 動 商 業 交 易 在 2012 年 的 市 場 就 超 過 2 ,0 0 0 億 美 元 ( Sof t ped i a,2 0 10) 。 不 過 ， Ju niper Re searc h 也 提 出 ， 如 果 非 常 低 價 的 筆 記 型 電 腦 ， 或 者 具 備 行 動 寬 頻 上 網 能 力 的 MP3 播 放 機 或 掌 上 型 遊 戲 機 都 相 繼 出 現 的 話 ， 將 有 助 於 行 動 寬 頻 市 場 大 餅 的 擴 大 。 2 00 9 年 蘋 果 電 腦 推 出 i Pho n e 後，行 動 上 網 流 量 有 了 倍 數 的 躍 進。Ana lys ys