問題1:何謂4G?

簡單來說,「4G」就是第4代行動通訊網路,根據國際電信聯盟ITU針對「4G」定義的IMT-Advanced 規範,用戶在高速移動時,其資料傳輸能達到每秒100 Mbps,而靜止狀態下,傳輸速率達到每秒1 Gbps的超高速度,能提供到這樣的速度,皆可稱之為4G,像是LTE-Advanced與WiMAX Release 2(802.16m)都是ITU承認的4G標準,其中,較多國際各電信大廠採用LTE技術。

問題2:什麼是TD LTE與FDD LTE?

LTE依據雙工方式定義兩種技術方向,分為TD LTE、FDD LTE兩種模式,兩者的差異是在頻譜利用方式的不同,簡單說,LTE FDD將網路分成上傳與下載分開的兩頻,可以同時上傳、下載,而TD LTE則是透過同一頻負責下載、上傳工作,利用時間來切分。國際間採FDD技術規格的電信服務商佔多數,目前臺灣也同樣是採LTE FDD。

問題3:在許多媒體報導中,常提到4G LTE的頻段,這跟使用者有什麼關係?

從國內的情況來看,去年NCC正式釋出4G LTE執照後,經過激烈的競標後,總計1,186.5億元的總標金額,由中華電信、遠傳電信、臺灣大哥大、亞太電信、以及國碁(鴻海子公司)與台灣之星(頂新集團子公司)這6公司取得執照。

目前國內所釋出的LTE頻段,包含Band 3(1800 MHz)、Band 8(900 MHz)與Band 28(700 MHz),世界各國電信業者開放的頻段並不一致,主要是因為各國對於頻段的使用與分配上,可能會被其他既有的技術佔用。就像是這次開放競標的4G頻段中,不少都是過去開放的2G行動網路頻段,需要等到執照到期或收回後才能使用。

臺灣開放的3個LTE頻段中,較特別的是Band 28(700MHz),這過去是國內軍方使用的頻段,現已淨空作為臺灣獨有的開放頻段,也因此現階段支援的終端裝置相對較少。Band 3 (1800 MHz)與Band 8 (900 MHz)屬於國際LTE主流頻段,因此支援的終端裝置也較多,尤其是Band 3 (1800 Mhz)在國際最為通用,根據全球行動設備供應商協會(GSA)統計,目前共有589款裝置支援,而目前開通4G服務的中華電信、臺灣大哥大與遠傳電信,也都有標下Band 3 (1800 MHz)的頻段。

問題4:4G LTE頻段不同的意義是什麼?

簡單來說,高頻段的特性是,負荷乘載量大但傳輸距離較短,基地臺覆蓋需要較密集建置,以減少通訊死角;低頻段的特性則是穿透性高,室內收訊會相對較好,但負荷乘載量較低。此外,不同頻段的頻寬也有不同。

臺灣大哥大表示,目前大部分使用者對於手機上網的客訴均是在室內深處訊號不良造成,由於本次釋出頻段包含低頻的700 MHz頻段,具有室內穿透性高、傳輸距離遠的優點,可以提供室內更好的涵蓋,有助於改善先前室內深處訊號不良的問題。

問題5:目前LTE手機怎麼選?

雖然4G LTE頻段看似複雜,但也無需多擔心,電信商提供4G服務的同時,也將與手機廠商配合,提供相對應的手機與方案。

但現階段來看,由於在首波開臺的4G服務中,中華電信是開放Band 3 (1800 Mhz),而臺灣大哥大與遠傳電信都是先以Band 28(700 MHz)的頻段為主,他們的Band 3 (1800 MHz)頻段可能要等到今年第4季,才會開通。

對於想使用既有LTE手機升級4G服務的用戶,或是從國外購買、選購空機的使用者,就要注意是否能夠支援電信商所開放的頻段。像是目前的iPhone 5s的使用者,需要選擇支援Band 3 (1800 Mhz),另外還要注意的是,有些手機需待官方開放韌體更新才可使用。

此外,手機廠商為了對應臺灣市場,也提出更佳的解決方案,推出能夠同時支援符合臺灣700、900、1800 MHz頻段的手機,像是三星、Sony、HTC都推出適用於臺灣所有電信商服務的機種。由於臺灣4G才剛剛開通,未來手機廠商也會持續針對臺灣市場,推出更多規格相符的產品,而且,未來各電信商也將開通更多頻段,使用者也無需太過於擔心。

問題6:4G LTE服務仍會面臨網路塞車的問題嗎?

臺灣大哥大表示,無線通訊網路使用無線電波來傳送資料,而無線電波不是無限資源,並非建設兩倍規模的基地臺就能提供兩倍容量;而是隨基地臺總數不斷增加,單位基地臺所提供的容量將逐漸減少,也就是說無線通訊的資源是有限的。有限的資源由多個使用者分享時,使用者越多,每人分到的資源就越少,可取得的速率就愈低。

因此,鑑於過去3G吃到飽方案的實施,現在4G開臺之初,引進新的資費模式,避免3G吃到飽導致少數人佔用網路資源,導致有需求者無法取得滿意服務的狀況。

而且,未來若是升級LTE-Advanced,可藉由CA (Carrier Aggregation)載波聚合的技術,結合多種不同頻段的方式提升上網速率,若日後LTE用戶逐漸增加而導致發生擁塞情況時,電信業者將可向政府再標下新的頻段,以擴充頻寬的方式來解決,這種頻譜擴充的方式將是3G時代所未見,所以若4G遭遇類似目前3G網路擁塞的問題時,將可有長期因應解決方案。

資策會並表示,若從日本4G用戶的成長經驗,並結合國內3G行動人口基數來看,估計國內至年底大概會有80到100萬用戶升級4G LTE。

問題7:曾聽過4G有語音HD的應用,電信商會支援嗎?

4G行動網路也將為語音服務帶來更好的體驗,在日本電信商NTT的資料中也顯示,傳統3G的聲音周波區域帶在300 Hz~3.5 KHz,而VoLTE則是50Hz~7 KHz,可以提供更立體的聲音品質。

臺灣大哥大公共事務處王凱平表示,HD Voice需要建置VoLTE (Voice Over LTE)平臺,預計各業者可於2015年開始提供服務。

但由於4G LTE僅提供數據傳輸服務,現階段仍處LTE建置初期,訊號覆蓋率還不足,若是4G用戶撥打傳統語音電話時,LTE基地臺會將資訊傳送到2G/3G的基地臺,待電話結束後再切回至LTE基地臺。

另外還要注意的是,手機端也要能夠支援VoLTE技術才行,待未來電信業者開通VoLTE服務後,語音通話品質會更清晰。

問題8:現階段的4G設備只有智慧型手機嗎?還有哪些相關產品呢?

支援4G的產品已經越來越多了,根據全球行動設備供應商協會(Global Mobile Suppliers Association,GSA)統計,截止2014年6月前,目前全球LTE終端裝置共有1,563個。

他們並將產品分成9種類型,其中最多的就是我們最熟悉的智慧型手機,目前全球共有636款手機支援4G LTE,第二名的是路由器與個人熱點,其他還有Dongle、平板、模組、筆電、蜂巢型基地臺、PC Card與攝影機等產品類型。

除了智慧型手機,4G無線基地臺與4G分享器的應用也逐漸在我們生活周遭中開始應用。

較特別的是,像是4G模組與攝影機這類產品,帶動的將是物聯網的應用發展,未來是否能有更多產品都能內建4G通訊模組,或是支援4G SIM卡的接入呢?就讓我們拭目以待。

問題9:4G技術有哪些重要特色?

從目前的4G LTE發展來看,與上一代行動通訊已有相當大的差異。臺灣大哥大公共事務處王凱平表示,從架構上來看,新一代4G系統網路架構朝扁平化、IP化方向發展,只有單純數據服務,不像3G與2G系統同時具有封包交換與電話線路的電路交換機制。

在LTE的重要技術中,還有載波聚合技術(CA),這是LTE-Advanced行動網路通訊系統可以實現100 MHz頻寬最關鍵技術,因為在有線的頻譜下,不易找到一段連續的大頻寬,透過聚集多個小段頻寬的方式,就能達到擴充頻寬的目的,這是3G時代所未能做到的。另外,從單載波發展至多載波OFDM調變訊號技術,也能讓頻譜使用率增高,並且更容易做到頻寬的彈性調整。

在基地臺設備與終端設備上,電信業者也引進新的多輸入多輸出的MIMO(Multiple Input Multiple Output)收發天線技術來提高傳速速率。

問題10:下一代5G行動通訊怎麼看?

第5代行動通訊網路目前正處於研究階段,還沒有標準訂定組織發表正式的5G標準,但許多業者已開始投入相關研究。

依過去國際通訊標準化機構3GPP (3rd Generation Partnership Project)來看,在制定通訊演進標準時,主要是以10倍速當作一個世代交替,所以3G要比2G快10倍,4G要比3G快10倍,而4G最終的要求就是要達到1Gbps的速度。若是以此類推,5G最終將朝向10 Gbps邁進。

另外附帶一提的是,也許有人會搞混Wi-Fi領域所指的5G,這邊指的是802.11ac主要是透過5GHz頻率進行通訊,而不像802.11n可以走2.4GHz與5GHz頻率,在簡稱5G的情況下,很容易讓人搞混兩者之間的關係。

各式支援4G行動網路的終端產品已陸續推出,包括4G手機、4G Dongle、無線基地臺與行動分享器等,甚至也有4G攝影機。

>> 相關報導請參考「4G來了!新世代行動網路迎向新思維」


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