第四章 寬頻接取網路的演進
第四節 以 3G 網路為主的無線寬頻接取網路
建設，目前所興起的各種相關寬頻應用，如 VoIP、On-line game、e-learning、
MOD 及智慧家庭等所帶來生活的舒適與便利，或各國莫不積極推動的 HDTV 所 掀起的互動式及高畫質的收視革命，一個高畫質電視節目訊號就需要將近 20M 的頻寬來傳送，現今的銅線傳輸能力將無法處理如此大量的資料，而光纖因具有 高頻寬、大容量、低損失等特性，透過光纖將資料直接傳送到用戶端，FTTx 將 是未來寬頻網路技術的主流，特別是以 xPON 為首的技術，已經是世界的共識 (台灣 FTTx&PLC 產業交流會網站，2011)。
FTTx 是有線接取的新趨勢，且不需要考量與舊有技術 (例如：ISDN 或 xDSL) 做向下相容，反而是各自獨立發展的網路標準，只是有時必須考慮實現面問題，
將原有客戶端的實體線 (例如：電話線或網路線)做最有效的利用，於是切入的 廠商較多，例如：美國的 Calix、Adtran 等公司；然而傳統的電信設備製造商，
例如：Alcatel-Lucent、Ericsson 與 Huawei 等，也都有相似的產品，只是他們 可以提供更多元的解決方案，應用層面更廣泛，去因應不同的接入網路，滿足不 同的服務需求，此傳統類型的供應商較具規模經濟，員工人數眾多，且全世界各 地均有其服務的據點，推廣新的技術較佔優勢。
第四節 以 3G 網路為主的無線寬頻接取網路
自從義大利人 Marhese Gugliemo 於十九世紀發明無線電報後，無線的應用 就對我們的生活起了改變，然而真正的無線技術演進也只不過是近三十年的事，
它的行動性促使我們的生活更加便利，也創造了另外一個新興產業的誕生，讓全 球經濟注入新的活水。台灣經歷了第一代類比式無線網路 (AMPS)的成功，第二 代數位化無線網路 (GSM)在全世界的普及，然而目前正處於第三代無線網路 (WCDMA)的蓬勃發展階段，使得人們對所謂的行動數據 (Mobile data)更加依 賴，應用層面也更為廣泛，於是探討以 3G 為主的無線寬頻網路變得更具意義，
因為它不僅可以瞻前，也可以顧後，了解我們未來十年內的無線網路是如何帶給 我們生活上的改變。
無線接入系統大致上可分幾種主要的技術類型，依序為：FDMA (Frequency Division Multiple Access)，AMPS 類比系統就是屬於這類的技術；TDMA (Time
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Division Multiple Access)，GSM 數位系統是利用此技術；CDMA (Code Division Multiple Access)，WCDMA 系統乃利用此先進的技術，也就是我們所俗稱的 3G (第三代大哥大系統)，目前最新的技術是 LTE (4G 系統)，它採用 OFDM
(Orthogonal Frequency Division Multiplexing )的技術，已經在一些先進國家進 行試營運或商業運轉，只是其 Eco-system 發展尚未十分完整，不過相信在五年 內會變成主流技術，(圖 4-4-1)說明這些技術的演進。其實不論那一種技術，其
(General Packet Radio Service, GPRS)與“改進數據率 GSM 服務” (Enhanced Datarate for GSM Evolution, EDGE )兩種，是在現有的 GSM 系統上發展出來的 一種新的分組數據承載業務，其中 GPRS 每秒能傳輸 100KB 的資料封包，比現 行同類通訊環境電路交換技術快上 10 倍，故我們可以將 GPRS 理解為 GSM 的 一個更高層次，它經常被描述成「2.5G」；EDGE 則是做為一個 2G 和 2.5G (GPRS) 的延伸，有時被稱為 2.75G，它最高數據速率是 384Kbps。這些技術推出之時，
因為上網的速率太慢，且在當時並沒有足夠多的應用跟隨，故導致以此技術為主 的行動通訊並不成功，直到以 WCDMA 為基底的無線寬頻網路出現才得以實踐 (Chevallier，2006)。
拜科技所賜，以 WCDMA 為主的 3G 網路建置完善與其相關軟硬體的配套，
使得我們能隨時隨地享受無線上網的樂趣，然而這也只不過是近一兩年的事，而 且使用者逐年增加當中，以其縱向發展的技術有“高速封包存取” (High Speed Packet Access, HSPA)，俗稱為 3.5G，是 WCDMA 第一個進化技術，HSPA 可增加資料傳輸速率（1－3Mbps），可減少延遲。繼 HSPA 之後，還有 HSDPA、
HSUPA 以及 HSPA+的推出。HSDPA 在 WCDMA 下行鏈路中提供封包數據業 務，“高速上鏈分組接入”（High Speed Uplink Packet Access, HSUPA）則是一 種因 WCDMA 上傳速度(只有 384 Kbit/s)不足而開發的；HSPA+ 則可以讓上網
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立 政 治 大 學
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Na tiona
l Ch engchi University
主流 (Holma，2006)，其中的無線接取網路（Radio Access Network, RAN）為 行動網路的重要部份，專門管理用戶的接取系統，包括無線基地台、以及控管與 集中節點，其中包括了 Node B (一般所稱的基地台)與 RNC (基地台控制單元) 這主要兩部份，(圖 4-4-2)說明 3G 網路最早先(1999 年)的系統示意圖如下所示：
資料來源：3GPP Release 1999 (圖 4-4-2) 3G 網路的系統架構示意圖
國際間有些組職在制定下一代的無線網路標準規範，例如：3GPP 與 3GPP2，第三代合作夥伴計劃 (3rd Generation Partnership Project, 即 3GPP) 是一個成立於 1998 年 12 月的標準化機構。目前其成員包括歐洲的 ETSI、日本 的 ARIB 和 TTC、中國的 CCSA、韓國的 TTA 和北美的 ATIS。3GPP 的目標是 在 ITU 的 IMT-2000 計劃範圍內制訂和實現全球性的（第三代）流動電話系統規 範。3GPP2 聲稱其致力於使 ITU 的 IMT-2000 計劃中的(3G)行動電話系統規範 在全球的發展，實際上它是從 2G 的 CDMA One 或者 IS-95 發展而來的
CDMA2000 標準體系的標準化機構，3GPP 和 3GPP2 兩者實際上存在一定競爭 關係，因為基於各國利益問題始終無法得到單一個國際標準，直到 LTE(4G)標準 的出現，以北美為首的 3GPP2，也轉向支持 LTE，故 LTE 一統天下的時程是指 日可待的 (Holma，2006 )。
標準的制定似乎也代表了國與國之間的競合，然而提供無線網路設備的製造 商無不想參與其主導權，去制訂對自身有利的規範，從中國的製造商在近幾年積 極參與國際上相關組職，就不難看出。又因為無線接取網路的投資比起有線網路
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相對龐大，且幾乎所有製造商都擁有 2G 網路的經驗，找不到一家是以 3G 網路 切入的製造商，因為要投入的人力與經費是相當可觀的，就連中國的廠商華為和 中興都必須先從 2G 網路著手學習，並能在 3G 網路的市占率上急起直追並領先 其他競爭者，可見進入此門檻是一件不易之事，故顯而易見的是 3G 無線接取網 路是被一些國際大廠所把持，例如：Ericsson、Nokia-Siemens Networks、
Alcatel-Lucent、Huawei、ZTE、Motorola 與 NEC，而其中的 Nokia 與 Siemens 也於三年前合併，Alcatel 與 Lucent 則較早合併，都顯示電信產業中，無線接取 網路的設備商會面臨到“大者恆大”的趨勢，且似乎是不可避免的。