当 4G 费率屡屡掀起价格大战，就喻示新一代通信正紧锣密鼓备战。尽管曾有人争论 5G 就架构来看是个全新的概念，不应视为 4G 继承者；但对终端使用者而言，当人们生活逐渐＂无网不利＂，如何营造＂无缝连网＂环境才是关注焦点。于是，电信系统的 3GPP 与电子工程的 IEEE，竞相在下世代通信标准卡位；预估将在今年定案的 3GPP release 14，重点放在强化 Mission Critical、车联网 (V2X) LTE 支持、增强型授权辅助接入 (eLAA)、四频及频间载波聚合 (CA) 先期研究，而 IEEE 持续在 802.11 基础上发展 802.11 ac / ad / ah / ax 等进阶规格。
LTE- M 将略胜 NB- IoT 一筹？
于 2011～2015 连续五年在机器对机器 (M2M) 通信模块市场抡元 (根据 ABI Research 研究资料)、在物联网市场表现亮眼的司亚乐 (Sierra Wireless)，该公司 M2M 营销及市场策略副总裁 Olivier Pauzet 表示，新一代通信技术通常须花费数十年时间才能渐臻成熟，将前一代技术取而代之。现阶段而言，4G LTE 将与 5G 共存好一段时间；至于对短距传输的看法，Pauzet 直指：LoRa / SigFox 等规格皆非国际标准规范、亦非专利技术，仅因特定区域的特定需求或私有网络而生，但 3GPP 技术是全球移动网络运营商 (Mobile Network Operator, MNOs) 的共识。
于 2011～2015 连续五年在机器对机器 (M2M) 通信模块市场抡元 (根据 ABI Research 研究资料)、在物联网市场表现亮眼的司亚乐 (Sierra Wireless)，该公司 M2M 营销及市场策略副总裁 Olivier Pauzet 表示，新一代通信技术通常须花费数十年时间才能渐臻成熟，将前一代技术取而代之。现阶段而言，4G LTE 将与 5G 共存好一段时间；至于对短距传输的看法，Pauzet 直指：LoRa / SigFox 等规格皆非国际标准规范、亦非专利技术，仅因特定区域的特定需求或私有网络而生，但 3GPP 技术是全球移动网络运营商 (Mobile Network Operator, MNOs) 的共识。
照片人物：司亚乐 (Sierra Wireless) M2M 营销及市场策略副总裁 Olivier Pauzet
Pauzet 实地观察到，所有电信业者正将 4G 网络进化成可支持 LTE- M 和 NB- IoT 的架构；＂尤其 LTE- M 可涵盖大部分物联网应用，极可能成为主流技术；NB- IoT 则将局限于极低量传输＂。他信心十足地认为，即使 3GPP 标准与业界通用规格将呈共存之势，但 3GPP 标准终究是电信业者心之所系、倾向采用的技术，且这股牵引力量正逐渐加大，即将大规模展开部署。具体应用包括：足以收集数据及升级空中接口 (over-the-air) 的带宽、低延迟、边缘运算 (Edge Computing) 的 IP、端到端保全，以及语音支持。
为此，Sierra Wireless 开发多样化的通信模块和网关 (gateway)，使其与边缘运算的功耗取得最佳平衡。Sierra Wireless 于 2015 年推出基于 Linux 的开源嵌入式平台＂Legato＂，就是为简化＂设备到云＂的嵌入式 M2M 应用程序而开发，已与 Wind River Linux 整合，采用 Yocto Project 开源架构，具备 M2M 应用程序框架并内建连接、安全性和管理功能。Legato 可无缝与 AirVantage M2M 云平台接轨，获取稳定的应用程序编程接口 (API)，并经由有线／无线硬件接口连接至接口设备、网络和第三方云服务。
图1：NB- IoT 与 LTE- M 为低功耗局域网的两大主流技术
资料来源：Sierra Wireless 提供
NB- IoT 可谓全新投资，考验传统电信商的投资意愿
全球移动供货商协会 (GSA) 日前所发布的报告，却似乎另有解读。该报告显示，已有 59 家公司加入 NB- IoT 论坛，全球有包括 Verizon、AT & T、Vodafone、中国电信、中国联通等在内的 21 家运营商，已承诺部署 NB- IoT，预计至今年年底，将有 25 个 NB- IoT 商用网络问世。GSA 报告指出，美国运营商已在 2016 年底推行符合增强型机器类通信 (eMTC) 定义的 LTE- M (Cat. M1) 之商用部署，将在 2017 年底覆盖全美；随后，将继续布建 NB- IoT (Cat. M2)。有趣的是，欧洲和亚洲或因考虑频谱可用性之故，有些运营商选择直接以 NB- IoT 为切入点。
全球移动供货商协会 (GSA) 日前所发布的报告，却似乎另有解读。该报告显示，已有 59 家公司加入 NB- IoT 论坛，全球有包括 Verizon、AT & T、Vodafone、中国电信、中国联通等在内的 21 家运营商，已承诺部署 NB- IoT，预计至今年年底，将有 25 个 NB- IoT 商用网络问世。GSA 报告指出，美国运营商已在 2016 年底推行符合增强型机器类通信 (eMTC) 定义的 LTE- M (Cat. M1) 之商用部署，将在 2017 年底覆盖全美；随后，将继续布建 NB- IoT (Cat. M2)。有趣的是，欧洲和亚洲或因考虑频谱可用性之故，有些运营商选择直接以 NB- IoT 为切入点。
整体而言，基于＂分频＂(FDD) 的 NB- IoT 拥有独立载波，在覆盖率、容量和延迟性表现皆优于基于＂分时＂(TDD) 的 LTE- M；但 LTE- M 拥有以下好处：首先，传输率上限约 1 Mbps，约是 NB- IoT 的五倍，不仅可支持车载、移动 POS 机等移动性场景；其次，可通过既有 LTE 网络软件升级、不必额外增加新的频段和硬件投资，即可支持海量物联网的无线设备接入。更重要的是，能与普通 LTE 用户＂共载波＂、更平顺地实现网络演进，对电信业者似乎较 NB- IoT 更具诱因；系统可灵活分配 LTE / LTE- M，最大化利用现有 LTE 网络资源，节省建网成本。
在 5G 先期研究进度居前的中兴通讯，就提出＂融合组网、优势互补＂概念，主张 LTE TDD / FDD 的融合组网是缓解 FDD 频谱资源稀缺且昂贵、网络再投资成本过高的折衷手段。在局域网方面，IEEE 也不落人后；自从将WiGig 联盟的未授权 60 GHz 频段纳入成为新一代 802.11 ad 标准后，目前高通 (Qualcomm)、英特尔 (Intel) 和 Peraso 是其三大芯片供货商。数据传输率理论值达 7Gbps 的 802.11 ad 因高频信号易衰减的＂软肋＂，有效传输距离与覆盖率都将受限，于是，与固网、电信蜂巢网络或个人短距网络 (PAN) 互补是较可行的方式。
IEEE 力拱 WLAN 802.11 ad / ax
意欲取代有线传输、瞄准室内高画质娱乐应用的 802.11 ad，在 4K、8K 影音内容未普及前，实际应用又另有一番景象。有组件代理商私下透露，802.11ad 虽已导入 HP、Dell 等高阶 NB 机种，但销售状况并不热络，当下反而较常用作户外连网的辅助设备，在 1 公里内实现 1 Gbps 传输率。据其所述，主要是因为 802.11 ad 模块比 11 ac 4X4 MIMO 价格略低，且非授权频段不须强制经 NCC 等主管机关送样检测，具有一定诱因；话虽如此，他也提到若目标市场是欧美地区，基于服务质量 (QoS) 的品保考虑，供货商还是会主动或应区域要求送测。
意欲取代有线传输、瞄准室内高画质娱乐应用的 802.11 ad，在 4K、8K 影音内容未普及前，实际应用又另有一番景象。有组件代理商私下透露，802.11ad 虽已导入 HP、Dell 等高阶 NB 机种，但销售状况并不热络，当下反而较常用作户外连网的辅助设备，在 1 公里内实现 1 Gbps 传输率。据其所述，主要是因为 802.11 ad 模块比 11 ac 4X4 MIMO 价格略低，且非授权频段不须强制经 NCC 等主管机关送样检测，具有一定诱因；话虽如此，他也提到若目标市场是欧美地区，基于服务质量 (QoS) 的品保考虑，供货商还是会主动或应区域要求送测。
至于在消费市场，由于内建 802.11 ad 模块的笔记本电脑，每台成本会多 500～600 美元，若是购买成对收发模块则上看 800 美元，对市场接受度仍具挑战。与此同时，锁定扩增网络容量并提高 Wi-Fi 频谱利用率、数据传输率是现有 801.11ac 四倍之多的 802.11 ax，日前也传出实作佳音——高通宣布推出首款端对端 802.11 ax Wi-Fi 产品组合，包括针对网络基础设施的 IPQ8074 系统单芯片 (SoC) 以及面向用户终端装置的 QCA6290 解决方案，成为首家推出支持 802.11ax 端到端商用解决方案的供货商，预计将于今年上半年送样。
随着连网装置不断增加、数据流量的多样化以及重迭网络的密集，导致 Wi-Fi 频谱超载，严重影响连接体验。为解决此问题，高通技术公司的 802.11ax 解决方案支持 12 个数据串流 (8 个 5GHz 和 4 个 2.4GHz) 8x8 MU-MIMO、80 MHz 通道，以及多项增加网络容量与覆盖范围的特性。该解决方案善用＂正交分频多任务存取＂(OFDMA) 与流量调度等蜂巢式技术，以提供更高效率、更大的用户吞吐量与更加一致的性能表现。这种资源分配的管理方式与唤醒时间的优化功能，能降低 2/3 的 Wi-Fi 功耗，并在无负面影响下延长终端装置的电池续航时间。
图3：高通以交通流量意象比喻 OFDM vs. OFDMA 的差异
资料来源：Qualcomm 官网
https://www.qualcomm.com/products/features/80211ax
量测仪器商群雄并起
正如高通技术公司资深副总裁暨连接技术业务总经理 Rahul Patel 所说，＂网络容量与可扩展性，远比峰值速率更具意义，已成为衡量网络能力最重要的指标＂；MU- MIMO、Wi-Fi SON 和 802.11 ad / 802.11 ax 皆是着眼于充分利用容量的商用解决方案。此外，低延迟、大吞吐量和低网络封包遗失率，将关系到游戏、影音串流和下载的用户体验。在芯片、模块与设备大厂相继投入下世代通信研发之际，量测仪器厂商在其间也担纲关键角色；特别是在先期研发阶段，可为应用情境的实作提供重要参考依据。
正如高通技术公司资深副总裁暨连接技术业务总经理 Rahul Patel 所说，＂网络容量与可扩展性，远比峰值速率更具意义，已成为衡量网络能力最重要的指标＂；MU- MIMO、Wi-Fi SON 和 802.11 ad / 802.11 ax 皆是着眼于充分利用容量的商用解决方案。此外，低延迟、大吞吐量和低网络封包遗失率，将关系到游戏、影音串流和下载的用户体验。在芯片、模块与设备大厂相继投入下世代通信研发之际，量测仪器厂商在其间也担纲关键角色；特别是在先期研发阶段，可为应用情境的实作提供重要参考依据。
迈入下世代通信，带宽、频率的应用区间甚广，而组件微型化加上指向性波束成形 (beamforming) 等调制要件，皆让实作难度与量测复杂性大增。想当然尔，一线量测大厂无不卯足全力、在最短时间抢推新品，争取与上述供货商合作。可别小看这区区几个月的技术领先，一旦正式宣布合作有成，期间所研发的测试规范将具有示范领头作用，会对后进者及下游供应链形成仿效标竿，影响力极为深远，类似 IC 业者口中的＂Design Win＂效果。在此背景下，模块化或软件套件就成最佳的产品型态，既兼顾时效、又能分摊测试设备的整体拥有成本 (TCO)。
顺带一提的是，对于终端市场胃纳量大的组件／设备商来说，就算并非品牌厂，亦不吝于砸钱投资在量测设备上；但若是规模较小的品项，＂专业测试实验室＂或许正可填补其需求缺口。也难怪不少量测仪器厂的官方信息，都要强调自己的产品是属于实验室等级的！
