[技術] LTE元年 行動通訊大一統年代來了
2009-03-26 電子時報/記者沈勤譽/產業觀察
2009年開春以來，長程演進(Long Term Evolution；LTE)頓時成為行動通訊業界最受關注的焦點，多家電信營運商宣布與設備廠商合作布建，晶片業者與手機廠商也宣示其產品藍圖，過去支持WiMAX的營運商及設備廠商，紛紛改口未來也要與LTE接軌，全球行動通訊大會(Mobile World Congress)更是環繞LTE為話題；曾幾何時，這個被視為行動通訊「長程規劃版本」的技術，竟然一下就到了眼前。
許多業者將2009年視為LTE元年，認為行動通訊大一統的時代即將來臨，不過，其他陣營可沒有那麼容易服輸，WiMAX陣營認為WiMAX商用化領先LTE一截，而經濟風暴的襲擊，更讓電信業者有意放緩LTE的建置腳步，靠HSPA/HSPA+撐過這段時期，LTE面臨內外部的壓力始終沒有停過。
曾三國爭霸的次世代行動通訊技術
首先，我們來瞭解一下LTE這項技術。相較於目前市場所熟知的2G及3G技術，LTE可以說是延續3G之後的下一代行動無線技術，即一般所謂的4G標準(或稱3.9G、Super 3G、Beyond 3G)。LTE是由第3代行動通訊組織 (Third Generation Partnership Project；3GPP)所制訂的標準，符合3GPP Release 8的規範，已於2008年12月正式通過，主要是強化行動數據的傳輸速率，上傳與下載速率分別可達100Mbps及50Mbps以上。
LTE是新一代的行動技術，好處當然不少，在頻譜效率及靈活度、時間延遲等方面都有改善，可同時支持分頻雙工(Frequency Division Duplex；FDD)及分時雙工(Time Division Duplex；TDD)的技術，並可彈性運作不同的頻段，從700MHz到2.6GHz均可，又能與既有的GSM及WCDMA網路相容，還可進一步降低成本。
由於3GPP組織一路從GPRS、UMTS、HSPA、HSPA+發展到LTE，因此一般認為LTE是GSM/GPRS/WCDMA/HSPA陣營的演進版本，常被拿來與3GPP2(CDMA陣營)的下一代標準超行動寬頻(Ultra Mobile Broadband；UMB)及從IEEE跨足行動通訊領域的WiMAX相提並論，這3大技術誰將主宰4G的爭論至少維持了5年以上。
不過，近1~2年此一態勢出現明顯變化，首先是CDMA陣營領導者高通(Qualcomm)決定放棄UMB而集中資源開發LTE，多家重量級CDMA電信業者也轉向支持LTE；其次是原本商用化時程處於領先地位的WiMAX，因為技術成熟度欠佳，也並未摸索出可行的商業模式，唱衰聲此起彼落，市場信心兵敗如山倒，LTE儼然成為各方共主，頗有一統江山的態勢。
國際大廠不再搖擺 LTE聲勢扶搖直上
國際設備大廠的動向，已經明顯嗅出LTE在4G技術的優勢地位。過去除了易利信(Ericsson)從一而終支持LTE外，包括諾基亞西門子通信(Nokia Siemens Networks)、摩托羅拉(Motorola)、阿爾卡特朗訊(Alcatel Lucent)、北電(Nortel)、華為及中興通訊等主要設備廠商，全部也都有押寶WiMAX，摩托羅拉、華為及中興因為掌握CDMA的有利基礎，因此也曾宣示將投入UMB。
在MWC 2009中，所有設備廠商全部都有展示LTE技術，且都列為主要參展重點，過去介入Mobile WiMAX最深的摩托羅拉、阿爾卡特朗訊及北電，則有微妙的布局轉變，其中北電已經宣示放棄Mobile WiMAX，阿爾卡特朗訊及摩托羅拉也開始大談LTE，強調會同時布局這兩種技術，除了意味Mobile WiMAX的發展情況不如預期外，更顯示未來3年內全球可能前仆後繼展開的LTE布建，是不能缺席的商機。
原本計劃在2009年上半商用化的UMB，則幾乎已經銷聲匿跡，其道理顯而易見。以北美為主力市場的CDMA技術，雖然版圖也遍及日韓、大陸及歐亞等地，但在全球行動通訊市場僅佔13%左右，在與GSM/GPRS/WCDMA競爭時，其經濟規模始終居於下風。
尤其高通在站穩WCDMA/HSPA晶片霸主地位後，未來在LTE世代的專利與晶片市場同樣可望佔有一席之地，實在沒有必要再另外支持CDMA的4G標準UMB，在高通轉向後，CDMA陣營已經同樣將LTE視為其下一代標準。
這種滾雪球效應其實已在默默發生中，原本採用CDMA系統的電信營運商，有些開始轉向GSM或WCDMA系統，有些則選擇在下一代技術時轉到LTE，其中以美國Verizon、日本KDDI及中國電信為代表，甚至原本支持WiMAX的Sprint Nextel及採用TD-SCDMA系統的中國移動，也都要朝向現有技術與LTE融合的方向發展，更讓LTE的主流地位固若金湯。
事實上，2009年開春以來，北歐TeliaSonera與美國Verizon已經相繼宣布其LTE的設備供應商，其中TeliaSonera選擇與易利信及華為合作，Verizon則在6家入選業者中，選出易利信與阿爾卡特朗訊為供貨夥伴，LTE的商用化腳步，似乎已經近在咫尺。
香港也是另一個重要指標。2月初香港電訊管理局完成2.5~2.69GHz無線頻譜拍賣，得標業者包括中國移動香港、Genius Brand Limited及香港移動通訊(CSL)，全部決定採用LTE技術，原本提供給WiMAX與TD-SCDMA的2.3~2.4GHz頻譜無人競標，等於全軍覆沒。
經濟蕭條延緩電信投資 LTE與自家人HSPA競爭
從行動通訊產業的發展歷程來看，一旦LTE扮演大一統的角色，對於整個產業與市場都是件好事。過去所謂歐系主導的GSM/GPRS/EDGE/WCDMA/HSPA這一體系，不再與所謂美系的CDMA/EVDO體系涇渭分明，日本在2G時代及大陸在3G時代有意築起的技術標準壁壘，恐怕也不會再發生；在全球一致的標準下，晶片業者、設備廠商及電信業者都不用再考慮押寶或多方布局的問題，消費者也能在全球各地用同樣的手機或終端設備，享受真正漫遊無阻的服務。
不過，LTE並非就此可以高枕無憂。首先，在金融風暴及經濟蕭條的陰影籠罩下，許多電信業者被迫降低資本支出，因此有意延緩LTE的布建時程，先以HSPA/HSPA+度過這波經濟蕭條期，尤其是HSPA+的最高下載速率可一路提升到42Mbps，未來甚至可能超過100Mbps，HSPA+的技術持續提升，意外成為LTE的普及的另一種絆腳石。
事實上，包括Vodafone、法國電信(France Telecom)及德意志電信(Deutsche Telekom)均公開表示，目前歐洲的HSPA網路已可滿足需求，並無迫切需求要即刻轉換到LTE，因此LTE布建可能延後2~3年後再進行，順便等待景氣復甦，一般認為可能要等到2012年。
其次，各國政府對LTE的頻譜政策，也攸關其普及時程。目前各國開放LTE頻譜的腳步不一，釋出的頻段也各異，除了主流的2.5~2.69GHz頻段外，美國及部分國家則釋出現有的VHF電視使用的700MHz頻段供LTE使用，但多數國家至今尚未敲定LTE的使用頻段，自然也還沒展開競標作業。
值得注意的是，由於WiMAX已經開始起跑，有些國家已經釋出部分頻段提供WiMAX使用，未來可能排擠LTE的頻段，而發生全球頻譜使用不一致的情況；各國政府未來如何分配次世代行動通訊的頻譜資源，看來很可能又是LTE及WiMAX等不同陣營的角力。
是敵是友？ LTE與WiMAX競合關係微妙
LTE與WiMAX的角力，當然是延續3G/HSPA與WiMAX未完成的戰役。因為CDMA陣營已經放棄UMB，也因為台灣政府及產業界對WiMAX的高度支持，LTE與WiMAX似乎成為針鋒相對的兩種技術，而這場戰役還沒正式開打，就陷入各說各話的口水戰，連研究機構的預估數字都天差地遠。
先看看對WiMAX有利的數字。In-Stat預估LTE用戶數在2010年僅有17.6萬戶，2013年也僅有2,310萬戶，但2013年內建WiMAX的行動電腦出貨就有8,200萬台。WiMAX論壇(WiMAX Forum)的數字就更「樂觀」了，目前在135個國家已有460個WiMAX網路上線，可提供4.3億用戶使用，預估2010年則將擴增到8億用戶，要注意的是，這個數字是可以WiMAX涵蓋的用戶數，而非實際用戶數。
再來看看對LTE有利的數字。根據易利信預估，預估到了2013年，所有行動寬頻的用戶可達24億戶，其中LTE用戶數約佔2億戶，WiMAX的用戶數則為1億戶，如以GSM/WCDMA/HSPA/LTE、CDMA/EVDO及WiMAX這3大陣營的市佔來看，各佔80%、16%及4%，CDMA/EVDO是WiMAX的4倍，GSM/WCDMA/HSPA/LTE則是CDMA/EVDO的4倍，勝負已經非常清楚。
撇開雙方陣營相互嗆聲不說，其實多數研究機構及業者的共識是，WiMAX初期將領先LTE，至少有3年的時間，因為Mobile WiMAX已經陸續商用化，但LTE最快要到2009年底才會有業者正式推出服務，然而中長程來看LTE勢必會超越WiMAX而躍居主流地位，甚至將逐步吸納WiMAX這股勢力。
其實，與其將LTE與WiMAX視為相互對立的競爭技術，還不如多看看兩者之間的互補性與共通性。就互補性來看，LTE幾乎清一色是既有行動電信業者所投資，主要是提供更高速及更高容量的行動寬頻服務，但WiMAX業者則多半來自固網領域，除了提供行動網路服務外，也可補強自身的固網寬頻業務，其中又有不少是新進業者，希望以全新的技術與網路開展全新的事業。
另一方面，WiMAX除了在南韓、日本、美國及台灣等先進市場受到重用外，其餘主要以新興市場為主，如此可免除既有的固網甚至行動網路投資，至於行動網路最發達的西歐及南歐，幾乎聽不到WiMAX的聲音。
從業者型態、服務應用及區域市場等面向來看，LTE與WiMAX都有不少互補空間，尤其在固網與行動網路聚合的趨勢下，雙方業者如能整合各自的網路及優勢，共用核心網路，提供整合固網寬頻、行動寬頻及行動語音的服務，不失為LTE及WiMAX握手言和的好結局。
至於就共通性而言，LTE及WiMAX都採用正交分頻多工(OFDM)的訊號傳輸技術，儘管在上傳訊號傳輸時分別採用單載波分頻多工接取(SC-FDMA)及正交分頻多工接取(OFDMA)技術，但英特爾(Intel)執行副總裁馬宏昇(Sean Malony)就表示，這兩種標準有80%是類似的，可以開發出同時支援兩種標準的晶片。
事實上，就在LTE距離現實愈來愈近的同時，愈來愈多的晶片業者及設備廠商都開始投入發展LTE-WiMAX的雙模產品，甚至有意催生整合性標準；技術的問題易解，政治的問題難解，一旦2大陣營可以拋棄過去激烈的言辭辯論與門派之見，此一方向相信是所有產業界與消費者樂見的方向。
台灣不只是WiMAX聖島 也準備吹響LTE號角
過去台灣在政策主導下，加上英特爾(Intel)的大聲疾呼，一面倒朝向WiMAX發展，希望打造整合WiMAX晶片、終端設備、基地台、軟體及應用服務的聖島。WiMAX論壇確實也很給面子，不僅在台灣成立辦公室及認證中心，讓台灣舉辦了多次重要會議，也讓工研院躋身論壇董事會成員。
不過，這樣單一押寶WiMAX的作法，不僅將台灣通訊產業置於高風險的環境中，也並未全然掌握全球產業的脈動；儘管台灣相關單位似乎認為，推廣LTE就是打壓WiMAX，LTE簡直被「消音」了。
近幾年包括易利信、阿爾卡特朗訊手機廠商在3G/HSPA的腳步急起直追，但卻很少聽見布局LTE的聲音，政府及諾基亞西門子通信等國際設備大廠均一再呼籲，台灣可以持續發展WiMAX，但也該同步布局LTE。最近WiMAX營運商全球一動董事長何薇玲，更以車同軌、書同文來解釋WiMAX與LTE關係，比喻兩種火車車廂行進在同一軌道上，但兩種車廂內部技術差異性不大，未來不論高速慢速都可在同一軌道上行駛，到達同樣的目的地，更可看出台灣WiMAX業界已有WiMAX與LTE並存發展的決心。
從全球產業的氣氛及台灣廠商的基礎來看，台廠確實不該自外於LTE市場之外，而且還要有快馬加鞭的決心。
對手機廠商來說，包括宏達電、華碩、宏碁、集嘉、英華達等品牌廠商，以及華寶、華冠、富士康/奇美通訊、佳世達、廣達等代工廠商，都有量產3G/3.5G手機的經驗，未來在高通、意法易利信(ST-Ericsson)及英飛凌(Infineon)等晶片業者推出LTE平台後，都可望順勢推出LTE手機，但因初期市場有限，台廠大量投入可能要等到2012~2013年。
另一方面，LTE行動網卡或內建模組的商機，可能比手機率先引爆，目前包括華碩、廣達、英華達、富士康及宏達電轉投資的鉅瞻，都已經進入3G/3.5G行動網卡或內建模組市場，預計2010~2011年就會陸續推出LTE產品，除了直接供貨給電信業者外，也可供貨給筆記型電腦(NB)及Netbook廠商。
至於網通廠商部分，這幾年其大舉布局WiMAX後，下一步確實可能憑藉在WiMAX的發展經驗，朝向LTE或WiMAX-LTE終端設備邁進。但這些廠商如果有意進入LTE領域，可能要支付類似3G/3.5G的專利授權費，才能導入相關晶片，這將是一個不小的門檻；事實上，近期網通廠在投入Femtocell產品的開發時，就面臨同樣的考量，不少廠商陷入猶豫不決的境地。
其次，一旦WiMAX與LTE匯流，未來在WiMAX-LTE產品的領域，勢必會遭遇兩股勢力的競爭。目前WiMAX終端設備幾乎清一色是網通廠的天下，但未來手機廠商會順理成章進入WiMAX-LTE市場，網通廠與手機廠可能會有各自開展自己的路，網通廠會以整合性閘道器、小型基地台、數位家庭等應用產品為主，手機廠商則會固守手持裝置及行動網卡等市場，但互踩地盤的情況也將愈來愈多。
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