第196期 / February 5, 2014

產業觀察

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4G大世代

作者/李家碩

[發表日期:2013/12/24]



前言

隨著通訊技術的進步,為我們帶來了不少的便利性,不管是資料的互通有無或是多媒體方面的享受。為了因應有更快速更多元化的需求,像是雲端的應用及移動多媒體運作等等,4G通訊開始興起,使用者也因此期待更快速更多元的4G通訊技術,會為我們帶來更加便利的生活。

4G簡介

「 4G 」就是第四代行動電話行動通訊標準(fourth generation of mobile phone mobile communications standards,縮寫為4G),依國際電信聯盟ITU(International Telecommunication Union)所定義的「 4G 」行動網路速度:用戶在移動時其資料傳輸速率可達100 Mbps、在靜止狀態下速率則須達到1 Gbps以上,就可以作為4G的技術之一。

「 4G 」通訊技術除了可以相容於現有的網路架構外,還有更高的傳輸速度、更低的延遲性與更加完善的安全機制等特性。4G網路應用不再侷限於電信業者,還可以應用於更多的行業,像是動態影像直播、手機線上游戲、雲端計算的運用與道路現狀導航等領域。

4G技術規格 LTE-Advanced與WiMAX

LTE-Advanced(Long Term Evolution Advanced)長期演進技術升級版:前身為LTE(Long Term Evolution)中長期演進技術標準,其因在靜止狀態時資料傳輸速率僅達150 Mbps,並未達到ITU所定義的「 4G 」網路速度,故 LTE 並不算是真正的「4G」網路,因此由第三代合作夥伴計畫(3GPP, 3rd Generation Partnership Project)推出下一代無線通訊技術LTE-Advanced,此技術也是目前被ITU承認的「4G」標準之一。

另一項4G技術─WiMAX(全球互通微波存取)由IEEE(電子電機工程師協會)提出,由WiMAX Forum的非營利機構來推動發展。WiMAX採IEEE 802.16規範,行動接收下行與上行最高速率可達300Mbps,在靜止定點接收可高達1Gbps,符合4G水準,因此被用來發展4G,不過隨著Intel於2010年退出,WiMAX技術也逐漸被放棄,WiMAX Forum也於2012年將 TD-LTE納入WiMAX 2.1規範。

4G的特點

與前幾代通訊網路相比,4G通訊網路的技術有許多更加完善之處,主要有以下特點:

一、媲美ADSL的傳輸速度

第三代行動通訊資料傳輸速率僅達到2Mbps,而第四代行動通訊可以達到10Mbps至20Mbps,甚至最高可以達到每秒高達100Mbps速度傳輸無線資訊,就好比現在大眾普遍使用的ADSL之速率。

二、更加靈活、更加多元的應用性

4G行動通訊除了讓人們可以更快、更穩定的隨時隨地進行通訊、雙向傳遞資料、圖片、影像,或是即時道路現況等功能。其高傳輸速率之特性,可以支援更豐富的移動業務,包括高解析度圖像影像傳送、多方視訊會議、虛擬結合現實生活等,讓使用者在任何地方都可以獲得任何所需的資訊服務,得到更加安全、更廣泛的服務與應用。

三、更多技術、行業的融合

4G行動通訊可以相容於現有的網路架構,可以讓整體的升級動作達到無痛升級,不會出現斷層之情況,而4G行動通訊架構有機會實現全球統一的標準,讓所有移動通訊運營商的用戶享受共同的4G服務。

四、實現更高品質的多媒體服務

儘管第三代行動通訊也能實現各種多媒體服務,但未來的4G行動通訊能滿足第三代行動通訊尚不能達到的覆蓋範圍、通訊品質及高速資料傳輸和高解析度多媒體服務的需要。

前提是第四代行動通訊必須可以容納市場龐大的用戶數、改善現有通信品質不良,以及達到高速資料傳輸,包括語音、資料、影像等大量資訊等要求。

五、多類型用戶共存

4G行動通訊能根據動態的網路和變化的通道條件進行自適應處理,像是行動網路與Wifi之間的切換,使低速與高速的用戶以及各種各樣的用戶設備能夠共存與互通,從而滿足系統多類型用戶的需求。

總結

近年智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦、相機等消費型電子產品盛行,而衍生出的應用也越來越多元,這些因素加起來後更加的吸引使用者,而這些消費型電子產品的應用總離不開網路,導致通訊網路頻寬需求的急速成長。經由市場機制的選擇,需要更進一步的提昇行動通訊速率、連線的穩定性與效能進化,因而確立了 4G將是未來行動通訊的技術依歸。

參考資料

http://zh.wikipedia.org/wiki/Wikipedia:%E9%A6%96%E9%A1%B5
http://www.ncp.org.tw/vanilla/vj-attachment/2013/10/attach286.pdf