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光通信/LTE-A布建需求旺盛 宽带通信迈向新高速时代

作者:佚名    来源:新通讯元件杂志   发布时间:2014-01-16 14:50:21

    【流媒体网】摘要:宽带通信正酝酿新一波技术革命。网络带宽需求高速成长,已驱动电信和网络营运商扩建更高带宽的电信及数据通信基础建设,因而也刺激光通信、异质网络、SDN,以及多频多模LTE和LTE-A等新兴有线/无线宽带通信技术火速蔓延,为网通设备及芯片商带来亮眼新商机。


    有线/无线宽带通信传输速度不断飙升。移动装置渗透率激增,加上云端服务需求引爆,在在迫使电信和数据中心业者追逐更高带宽、更低成本的网络基础建设方案。在无线宽带通信方面,全球已有两百多家电信商启动长程演进计划(LTE)商转。 不仅LTE规模持续壮大,LTE-A甚至5G等前瞻技术亦蓄势待发。

    与此同时,电信和数据中心骨干网络带宽需求也不断翻升,将使光通信网络(Optical Network)、异质网络(Heterogeneous Network)和软件定义网络(SDN)发展声势日益壮大。其中,较成熟的光通信技术可望率先崛起,并朝100G以上规格发展,包括广域网(WAN)、数据通信(Datacom)和接入端(Access)网络布建都将驱动光通信组件出货成长。

    挥军云端数据中心 光通信商机大有看头

    Ovum通信零组件首席分析师Julie Kunstler表示,云端运算服务兴起将驱动电信和网络营运商加速导入更先进的光通信技术,藉以扩充电信骨干网络及数据中心网络带宽。在相关业者不断加码投资光通信网络的带动下,预估2018年全球光通信组件产值可望成长至105亿美元规模。

    Kunstler分析,数据中心业者为推出各种云端服务,已规划在将网络带宽推升至100Gbit/s以上,然而目前单端口支持100Gbit/s传输速率的光通信组件及设备尚未成熟,须改采多通道(Multi-channel)设计,将10G、25G或40G解决方案整并成100G,因此对组件采购需求将显著增长。

    Kunstler表示,PON在智能能源网络管理方面极具应用价值,目前北美网通设备商Zhone正积极开发产品。

    安立(Anritsu)业务及产品技术支持部门副理杜建一指出,光通信网络布建增温除将刺激光收发器需求攀升外,由于目前电信和数据中心网络架构以以太网络(Ethernet)为主,光通信网络局端(OLT)和终端(ONU)设备仍须与以太网络接轨,以交换数据,因此也将带动以太网络交换芯片需求,包括博通(Broadcom)和Mindspeed都已积极布局。

    杜建一也强调,随着数据中心导入光通信设备,相关业者亦开始以有源光纤缆线(AOC)取代直连铜缆(DAC),从而在大幅扩充带宽的前提下,简化布线问题,此将引发大量AOC测试需求。在10G以上多通道光通信网络设备扩大商用的带动下,设备商为克服多通道串扰(Cross Talk)问题,并确保信号完整性,更将引爆超高频眼图分析及光时域反射(OTDR)测试商机。

    光通信发展再下一城 10G EPON挺进异质网络

    光通信技术不仅开始在数据中心大展拳脚,既有的接入端FTTx网络亦涌现带宽升级需求,并可望接轨移动通信回程网络(Mobile Backhaul),进而组成异质网络架构,刺激新一代10G无源光纤网络(PON)商机发光。

    Kunstler认为,包括10G EPON及10G GPON都将逐渐抬头。然而,由于10G GPON芯片仍在研发阶段,势将延宕设备生产及网络构建速度,因此其发展将落后10G EPON约1~2年时间,2013~2014年仅将导入小规模试点运行,2015年后才具有明显的产值贡献。

    也因此,目前最积极布建FTTx网络的中国大陆电信和设备商正往10G EPON技术靠拢,如中国电信已展开10G EPON网络商转;至于美国有线电视业者、日本KDDI和NTT DOCOMO亦陆续展开FTTB的MDU(Multi-dwelling Unit)、移动通信回程网络,以及企业端网络等10G EPON测试,吸引EPON芯片商博通、Cortina Systems与PMC,以及交换器芯片商Vitesse、Semtech争相展开10G产品布局。

    Kunstler也透露,网通设备大厂已开始投入下一阶段的40G PON,主攻数据中心和移动回程网络;随着光通信网络带宽倍增,相关厂商在网络建置成本的考虑下,亦将逐步转搭新兴硅光子学(Silicon Photonics)组件,从而减轻高昂的设备成本。

    事实上,以PON架构做为移动通信回程网络极具发展潜力,已吸引Bright House和CenturyLink等业者投入研发,将有助电信商尽快实现异质网络,并改善有线/无线宽带网络,以及正大量铺设的4G小型基地台(Small Cell)管理机制。

    异质网络系串连有线和无线宽带网络的崭新架构,可透过无线技术降低回程网络部署成本,再以有线以太网络和光通信网络汇集大量信息进行处理,对电信和网络营运商来说,将能兼顾带宽扩充和缩减营运成本双重优点。

    异质网络概念虽好,但技术层面却困难重重,包括小型基地台与无线局域网络(Wi-Fi)负载分流机制,以及网络频率同步问题皆令人苦恼。

    加速异质网络建置 频率同步/Small Cell技术夯

    台湾资策会智通所资深研发总监金维邦表示,整合LTE与Wi-Fi的异质网络重点在于数字信号处理器(DSP)平台与射频(RF)开发工具包,以支持多频段切换功能。现阶段,智通所正携手芯片业者,研发可同时支持Wi-Fi与LTE的小型基站,并朝Cloud-RAN方向发展,以突破异质网络先期布建难关。

    金维邦也分析,随着异质网络兴起,台商可望摆脱缺乏大型电信局端设备开发经验的劣势,朝向4G小型基地台发展,进而跻身移动通信设备核心供应链。特别是众多市调机构均预估,4G毫微微型蜂巢基地台(Femtocell)未来几年出货量将呈倍数成长。

    美高森美(Microsemi)封包频率产品市场营销总监Jeremy Lewis则指出,频率同步将是异质网络成功推展的另一大关键。随着超高速数字用户回路(VDSL)、PON OLT及LTE扩大应用,电信骨干和回程网络交织将益趋复杂,因此,美高森美近期已推出高整合度封包网络频率同步单芯片,同时支持同步以太网(SyncE)和IEEE 1588标准,以协助网络营运商改善有线宽带和无线回程网络同步机制。

    另一方面,金维邦提到,在Google、Facebook等重量级网络服务商大力推动下,软件定义网络(SDN)技术也正逐渐崛起。

    SDN/LTE网络崛起 宽带通信掀动新革命

    SDN将网络功能从以太网络设备移植到后端统一软件平台,可望颠覆传统封闭式网络架构,掀起开放网络革命。新型态SDN供应链将细分成芯片、设备、营运/系统服务和应用程序供货商,对传统设备大厂思科(Cisco)、Juniper等可谓一大冲击,但同时也将触发新契机。

    金维邦分析,SDN技术兴起对过去30年来,坐享网络设备供应大饼之福的厂商,将造成最大冲击,迫使其近年也积极发展SDN;如以太网络芯片大厂博通、盛科也不得不加紧研究SDN新网络协议(如OpenFlow等),而VMware等软件大厂则接连并购SDN新创公司,提前布局并卡位市场。

    至于设备方面,领导大厂垄断大半市占的局面也将遭受严峻挑战。过去大多直接购买芯片厂现成的开发板,再搭配Linux操作系统及众多开放原始码项目进行贩卖,各家差异集中在定价策略和系统微调功力;但在SDN架构下,这些功能都被移到软件平台,将导致缺乏软件技术能量的厂商,更难体现产品差异。

    不过,金维邦强调,SDN也是一大转机,其精神是根据不同使用情境,打造专属的网络运用模式,因此设备商可试着转型成网络解决方案供货商,为不同客户提供客制化服务,开拓更多营收来源。

    除有线宽带技术正掀起新一波革命外,LTE、LTE-A相继商转后也为移动宽带通信产业开创全新局面,例如邻近服务(Proximity-based Service)、VoLTE与各种机器对机器(M2M)应用等,均有助提升电信、网络营运、设备和芯片商获利。

    然而,现阶段无线宽带通信系统仍苦于室内覆盖率不足的问题,金维邦认为,未来随着LTE小型基站扩大布建、多重输入多重输出(MIMO)技术、多频段天线(Multiband Antenna)成熟与新频段(如700MHz)释出,将可解决室内覆盖问题。

    周胜邻亦指出,LTE带宽、速度翻倍为网通产业带来大变革,特别是多频多模LTE及LTE-A载波聚合(Carrier Aggregation)设计,更须在局端及终端系统上搭配智能天线(Smart Antenna),才能覆盖更多频段并进行无缝切换。

    虽然LTE商转才刚开跑,但电信商已迫不及待抢进下一代LTE-A网络部署。

    电信/芯片商争出头 LTE-A市场战火急速蔓延

    安捷伦(Agilent)大中华区无线业务技术总监陈俊宇表示,AT&T已于2013年8月发布其初版LTE-A载波聚合测试规范,为网络商转铺路,而NTT DOCOMO也进入LTE-A网络最终测试阶段,于下半年启用;同时,韩国电信和LG U+则考虑将2G基地台转入LTE-A网络建置的一环,加速商用脚步。此外,中国移动近期更喊出TD-LTE-A口号,再度挟其掌握全球最多电信用户的优势,祭出独树一帜的策略。

    至于芯片商战况也逐渐升温,陈俊宇指出,尽管市面上仅高通可提供LTE-A载波聚合处理器,但高通在LTE领域设下的专利壁垒不如3G时代坚强,让对手有机可乘。包括英特尔和海思等芯片商都已扩张LTE-A技术团队规模,预估2013年底第二家出产的LTE-A方案将初具雏型,而2014年初的国际消费性电子展(CES)更将成为LTE-A芯片商的主战场。

    事实上,除资金充裕的英特尔,以及有富爸爸华为撑腰的海思之外,联发科、辉达(NVIDIA)、展讯和博通在LTE-A领域的投资力道亦不容小觑。博通近期更纳入瑞萨电子(Renesas Electronics)子公司LTE业务,取得载波聚合和VoLTE等重要专利,再结合其先前购并Beceem Communications的技术,已是业界最看好能与高通分庭抗礼的大厂之一。

    LTE-A芯片战火方炽,但下一阶段的产品规格竞赛已开始酝酿。目前高通LTE-A芯片只支持5MHz加5MHz载波聚合,预料下一代产品才能达成10MHz加10MHz规格,与LTE-A标准最高可整合五个20MHz频段的目标还有一段差距;因此,一旦电信商取得足够频谱资源,势将要求芯片商扩充频段支持,进而掀起另一波芯片规格战。

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