被譽為未來4G光環的Mobile WiMAX,在2005年12月通過802.16e標準後,作者從Mobile WiMAX未來需要面臨的發展關鍵,指出頻段與干擾等方面的問題。希望能未雨綢繆,有配套的推動政策,即早做好防範措施。

美國電子電機工程師學會IEEE於2005年12月通過802.16e標準,正式名稱為802.16e-2005,802.16e標準挾著「個人無線寬頻」聲勢的號召下,強力吸引手持式裝置、個人電腦、數據網路及電信設備等四方大廠,再度投入無線通訊市場,並在深切期待的4G誘因下,吹縐3G、無線城市及無線熱點之一池春水,燃起商機。

802.16e與後續相關標準發展

美國電子電機工程師學會IEEE於1999年設立802.16工作小組,主要負責開發寬頻無線接入技術標準,標準涵蓋2-66GHz的執照頻段以及免執照頻段,目前已推出802.16、802.16a、802.16d(802.16-2004)、802.16e(802.16e-2005)等標準。

802.16e鎖定在移動性和行動性市場,此次標準的重點關鍵有三:其一,耗電量及功率的調整規範;其二,確保使用者的通訊安全;其三,縮小與其他無線網路系統的切換時間。802.16e是Fixed和Mobile寬頻接取之技術標準,頻率小於6GHz與802.16-2004最大的差異處,在於採用 SOFDMA(ScalableOrthogonalFrequencyDivisionMultiplexingAccess)技術來實現移動性及行動性,是以802.16e主要鎖定在移動性和行動性之個人寬頻無線市場。此外,未來汽車無線寬頻市場也將會仍為另一個重點。

在技術特性方面:由於實際承載資料子載波(SubCarrier)約是802.16-2004標準的8-9倍,每一個子載波的週期擴展倍數提高許多,並在簡化子載波的信號衰弱及平衡載波之波形處理下,802.16e非常適合在NLOS及Mobile的環境下傳輸IP封包。此外,針對手持式裝置,在耗電量方面為了減少功率消耗,802.16e設計了特殊的休眠模式,以內部狀態的自動切換方式減低耗電量。

802.16f定義了固接無線寬頻(802.16-2004)系統的MAC層、PHY層的管理資訊庫 (ManagementInformationBase;MIB)以及相關的管理流程。802.16g則是固接(802.16-2004)與移動 (802.16e)的管理階段程序及服務標準。

802.16h又稱密鑰交換管理機制,其設定目的在於針對免執照(License-Exempt)頻帶的共存機制,希望能有效的解決該「頻帶內」各個不同系統,或802.16系統間之「彼此干擾」的問題,並利用IPsec的安全通道方式,建立系統間或基地台之間的互通及協調機制。

MobileWiMAX發展關鍵

MobileWiMAX未來發展關鍵,主要是頻段與干擾等方面問題,茲於下列分析述之。

網路建置成本問題

若是以MobileWiMAX的網路建置成本計算,高頻(如2GHz以上)是低頻(如小於1GHz)頻段的兩倍以上;尤其像日本、香港、台灣等高樓林立且人口稠密的國家,低頻的頻段較為適宜,否則建置成本加高,失敗之機率也就隨之升高。

因此,在移動市場的無線寬頻方面,觀察前述頻段問題,如果能夠獲得解決,讓MobileNetwork可以用低成本方式,建置MobileWiMAX網路;或以「隨機偵測」、「隨機跳頻」以及類似「插空隙」的方式,讓UHF電視廣播與MobileWiMAX並存;憑藉Intel在NB市場中的霸主地位,便可望快速導入在IntelNB行動運算平台之中,並且透過「Centrino-like」的模式,快速驅動市場成長。

干擾問題

一直以來,MobileWiMAX與衛星頻段之信號相互干擾問題,始終存在,未來有待發射功率限制、基地台範圍劃分及802.16h的防干擾機制等方面,一同著手加以改善。

對於無線熱點服務方面,WiMAX可提供HotSpot後端骨幹網路並取代Backhaul。此外,由於「市政服務需要」,目前許多無線城市開始投入建置,以WiMAX與Wi-Fi之Hybrid為較佳之模式。然而若著眼於長期而論,若MobileWiMAX能夠成為市場主流,將可有效形成一個 HotZone,甚至取代HotSpot的角色。

各國頻段開放不同問題

由於WiMAX主推2.5GHz、3.5GHz與5GHz三個頻段,但是由於各國對已使用的頻段不同,也造成開放步調不一,可能造成產品推動障礙,且容易形成小區市場化,對於產業標準化之大量生產發展目標,具有相當大的挑戰空間。

MIC觀點

根據資策會MIC 執行經濟部ITIS計畫,分析顯示,由於MobileWiMAX標準與未來3G,在許多功能、面貌及市場都將面臨重疊的情形下,也引發各方業界廣泛關注與討論,儘管如此,802.16e仍被許多國家認為是「無線寬頻城域網路(WMAN)」的最佳理想解決方案之一,且與Wi-Fi技術的融合,遠比其他技術之可能性高出許多。

然而802.16e標準之發展,能否推展成市場主流,主要在於服務內涵為其關鍵所在。在語音服務方面,由於3GCarrier已經支付龐大的執照及基礎建設,若是未來新進業者,採取激烈的WiMAX+VoIP「一次滿足」的誘人定價模式,預期將會大幅度刺激市場,而目前這些現有3GCarrier也將採取更大動作的防禦。因此在兩相交手的情況下,勢必有兩種發展,一則是初期禁止MobileWiMAX經營語音服務,如南韓一般;二則是將WiMAX執照費用調高,但以社會公益的考量角度下,若是兩者立足於同樣的技術,並處於同樣的市場環境,3G執照成本與WiMAX執照成本也不應相差甚遠。惟各國政府考慮扶植新興產業的角度下,或有不同之考量。

最後,低頻之頻段取得是MobileWiMAX能否成功的最大關鍵,未來這個關鍵角力的對象,並非是行動通訊業者,反而是廣電業者;由於目前各國小於 1GHz以下的低頻頻段,多應用於VHF或UHF的電視廣播,然而一些先進國家,如美國已經開始拍賣UHF的頻段,一方面可創造正面且有限度的競爭,另一方面又可充實國庫,或為兩者兼得之法。

作者:資策會資訊市場情報中心 張 奇
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