纾解频谱资源稀缺压力 美国力推频谱共享

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来源: 新电子   发布者:新电子
热度41票   时间:2017年1月06日 04:53
在频谱资源越来越竞争的环境下,美国政府与营运商已开始推动频谱共享技术,期能善加利用数字电视逐步取代类比电视后所空出来的TVWS频段,以及过去主要由美国军方使用的3.5GHz CBRS频谱,纾解频谱资源稀缺且日益壅塞的压力。

美国联邦通讯传播委员会(FCC)于2015年4月宣布释出位在3,550∼3,700MHz,频宽为150MHz的市民宽频无线电服务(Citizens Broadband Radio Service, CBRS)频段。值得注意的是,FCC采用三层式频谱接取架构释出该频段使用权,这意味着任何人都有机会利用该频段。根据Google预估,利用该频段的商用服务可望在2017年出现。

频谱管理动态化 拥塞问题迎刃解

资策会智通所所长冯明惠表示,5G与物联网新商机的兴起,皆有一个共通点,即是必须借重频谱。过去来讲,个别的频谱主要是授权给单一厂商作使用,不过现在开始有了动态频谱,如此一来,所有人便能共同承担成本,同时也能加速发展网路经济。

图1 Google无线系统工程师宣毅表示,共享可减少频谱资源的浪费。

Google无线系统工程师宣毅(图1)表示,一般来说,营运商竞标的是只有自己能使用的频谱。然而,有的营运商因为实际用的用户数不多,以致于很多时候频谱是闲置的;而有的使用者,则是用户数太多,导致频谱过于拥挤。除此之外,还有些规模较小的公司,因本身没有太大资本,或者因竞标不顺,没有拿到频谱执照。

宣毅指出,如果能透过频谱共享(Spectrum Sharing)的方式,便能有效减少资源浪费,某一使用者不用的话,其他使用者也可以使用,同时也可减少拥塞的问题。

在FCC的3.5 GHz CBRS频段释出计划中,引进了三层式频谱接取架构(图2)。在此架构下,当高层使用者(作为该频段执照持有者的第一层用户,和已支付授权费的第二层用户)未使用该频段时,第三层用户(任何人)皆可以使用。而当有很多第三层用户处于同一场所时,要按照公平的原则使用可用频率。然而,第三层的管理也就需要严格的控制规定。因此,FCC将以频谱接入系统(Spectrum Access System, SAS),实现不同用户及应用之间的频谱共享。

图2 SAS是一种动态的频谱共享解决方案。

同时,考量到SAS机制在管理CBRS接取与运作、确保频谱指配连续性所扮演的关键角色,FCC将设计一套认证程序,借以审核SAS管理者之申请。

宣毅进一步分析,频谱共享这个概念推出已久,但要成功的主要关键是政府,因当频谱已被拍卖后,要如何重新做分配、共享,须透过严谨的法律规定。其次,产业界也要有重量级营运商支持这样的作法。不仅如此,还得考量到频谱本身是否好用,当一段频谱好用的时候,也才会相对有营运商来支持,像是频谱的频率若太高、太低,皆会降低营运商支持的意愿。

高通(Qualcomm)、诺基亚(Nokia)、英特尔(Intel)、Google’s Access Technologies、Federated Wireless以及Ruckus Wireless已于2016年初宣布成立CBRS Alliance。该联盟目前正全力推动CBRS频段的LTE解决方案商业化,其中包括LTE-TDD、Licensed Assisted Access(LAA)及MulteFire等相关解决方案,皆是可在CBRS频段中共存的技术。

具大覆盖率等特性 TVWS频段可用性高

另外,近期频谱共享的另一焦点,则是TVWS(TV White Space)频段。传统类比无线电视随着数字电视的普及,逐步退场,此一TVWS频段也就空了出来,目前多国采用此一闲置频段,提供免费上网服务--Super Wi-Fi。此一White Space频段具覆盖率大、穿透率优的特性,在提高传输品质、缩减城乡数字落差上,有相当大的助益。

图3 亚旭电脑智慧整合总部副总刘均敬表示,White Space的特性得以满足一些特殊的频谱需要。

亚旭电脑智慧整合总部副总刘均敬(图3)表示,亚旭电脑(Askey)计划的Super Wi-Fi系统,在一个落地点的条件下,可建构10∼15个TVWS基地台,将以5.8GHz Multi-radio Wi-Fi-Mesh Backhaul组网,系统最大涵范围达1,000平方公里。其将使用470∼790MHz的TVWS系统频段,基地台总和数据传输率将达150Mb/s,同时上网使用者数量可达250个。

刘均敬指出,TVWS的建置成本低廉、架设容易,可应用在智慧电网、最后一哩、卸载3G、4G流量等方面。目前国际业者或政府在TVWS的应用有像是开发中国家的农村、渔村、山区等地域广大或离岛多之处的无线宽频接取基础建设、地广人稀的通讯建设、公共区域之热点覆盖、M2M物联网通讯应用、救灾通讯与公共安全、海上无线宽频通讯、特定事业之专网建置等。

弥合数字鸿沟 Wi-Fi走平价风

微软(Microsoft)于2015年11月发布平价联网计划(Affordable Access Initiatives)(图4),该计划致力于将平价网路,带到网路尚未普及的市场。其将投资最后一哩接入技术、云端服务与应用,以及可降低网路使用费用的商业模式,期望让更多人以平价的方式使用网路。

图4 微软透过平价联网计划,有效帮助肯亚推动数字学习。 图片来源:微软

微软业务开发部门执行副总裁Peggy Johnson指出,现今全球仍有近40亿人无法联网,当世界各地能拥有平价与实用的网路技术,要去弥合此一数字鸿沟,会变得更加容易。借由此一计划的投资,我们希望透过找出有前瞻性的想法来启动创业,并进一步培植其成长、扩大其规模。

图5 微软平价联网计划总监Paul Garnett表示,随着共享频谱的释出,营运商的商业模式、策略势必将有很大的不同。

微软平价联网计划总监Paul Garnett(图5)表示,在推动网路的普及化,我们最重视的三个部分是处处都有(Everywhere)、平价化(Affordable)、设备坚固(Robust)。在TVWS频段的无线电操作,提供了点对多点的10公里连结,可补足2.4GHz与5GHz Wi-Fi频段的不足,亦可协助LTE或光纤不够用的区域。同时TVWS也降低了部署无线网路的成本,增加了新的商业模式与差异化服务的可能性。

当部分频谱开放共享使用后,想当然将引起花许多成本在购买频谱的营运商之反弹,像是在美国TVWS频谱释出之际,Google、Microsoft等向政府建议比照过往,由免费收视改成免费上网,便曾遭受Verizon、AT&T、Sprint等业者的反对,因他们担心Super Wi-Fi可能干扰未来更低频的LTE运作。因此,如何打造出具经济性、又不失共享效益的频谱生态环境,将是各国政府未来在进行频谱资源分配时考量的一大重点。



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