返回首页
当前位置: CompoTech China > 热点聚焦 >

融合组网、无缝互补,提升使用者体验

时间:2017-03-28 08:15来源:Compotech 作者:任苙萍 点击:
无缝连网○之通信技术演进
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。
 

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。
 
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。
 

图2:高通描述 802.11ad 的诸多应用场景
资料来源:Qualcomm 官网
https://www.qualcomm.com/products/features/80211ad
 
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。
 
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。
 
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!
(责任编辑:jane)
(0)
0%
------分隔线----------------------------
发表评论
请自觉遵守互联网相关的政策法规,严禁发布色情、暴力、反动的言论。
评价:
表情:
用户名:密码: 验证码:点击我更换图片
推荐内容