4G全球化潮流 深入淺出全面認識LTE
發佈日期: 2014-06-16
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台灣的LTE服務，由中華電信拔得頭籌在5月29日宣佈開台，遠傳電信與台灣大哥大接著分別於6月3日與4日開台，在電信三雄帶領之下，使得台灣終於進入4G LTE新時代。另外還有亞太電信、台灣之星、國�電信三家取得執照的業者尚未開台，預計在下半年陸續提供服務。台灣在1998年開啟2G(GSM)、2005年推出3G(WCDMA)，從2G到3G經過7年，從3G到4G卻經歷了9年，開台時間比起世界各國晚了約兩年，主要原因之一就是政府當年壓錯寶到WiMAX，卻又應變不及使得頻段卡住，最後繞了一圈還是回到主流的LTE。
LTE的全名為「長期演進技術」(Long Term Evolution)，是電信公司從GSM/WCDMA網路升級的最佳方案，甚至後來原以CDMA為主的電信公司，如:美國的Verizon與日本的au by KDDI，也都選擇了以LTE為下一代的網路方案，使得LTE成為首次實現全球通的無線通訊系統。
從2009年瑞典TeliaSonera電信首度將LTE商用化開始，至今年第一季全球約有2.45億的用戶(GSA)，其中北美地區約佔了50%、日本約有20%、韓國約有13%，這三個合計就佔了全球83%的LTE用戶，尤其美國幾乎主宰了LTE的市場。然而，若是以人口比例來計算，韓國的LTE用戶在年初剛突破3000萬，佔了總人口數5000萬當中約60%，成為全球使用LTE人口比例最高的國家，美國僅有約30%、日本稍高約為38%。根據GSA的預估，今年內全球LTE將超過3億戶，包含中國在內的亞太地區LTE用戶將會大量成長。
(圖片引用自GSA)
由於美、日、韓三個國家都是較早推出LTE的國家，因此接下來台灣的LTE發展，或許可以參考一下別人的成功經驗。
A. LTE發展現況 |
■1.LTE的網路速度有多快?
LTE的理論值至少可以提供75Mbps的下載速度，接近UE(User Equipment)定義的Category 3(簡稱為Cat.3)，而現在我們普及使用的HSPA(即3.75G)理論值為14Mbps，LTE至少是3G網路的6~8倍以上。台灣的三大電信由於LTE剛開台，目前仍是Cat.3的速度，提供最高100Mbps下載、50Mbps上傳的傳輸速度。目前LTE發展至LTE-A可達Cat.6的300Mbps下載速度，韓國、香港已經宣佈在今年下半年推出。然而，這些都只是理論值而已，實際上能達到多少的速度，則得視電信業者分配到的頻寬、基地台的密度與收訊而定。
資料來源:ICT
有些手機或平板在規格上標示支援Cat.6，就表示可支援LTE-A最高下載300Mbps、上傳50Mbps的網路速度。
■2.CA載波聚合與LTE-A
2013年10月台灣首度開放競標的LTE頻段為700MHz(Band 28)、900MHz(Band 8)與1800MHz(Band 3)，但由於有六家業者競標，使得頻段過於分散，即使是目前最多頻寬的中華電信也只分得35MHz而已，在去年底的執照競標規定中，規定上下行最高可取得35MHz。更何況目前中華電信在5月29日只有先啟用其中1800MHz頻段的15MHz，遠傳與台灣大哥大則是先開700MHz當中的10MHz與15MHz。之前NCC有提過，年底將會開放2600MHz的頻段來競標，以增加4G LTE的頻寬。除了1800MHz以外，2600MHz也是亞洲地區比較常被採用的頻段，臨近的香港、日本、韓國都有用。
由於頻段不連續，台灣的電信業者將會透過「載波聚合」(Carrier Aggregation，簡稱CA)的技術，將頻段整合同時下載，以加快網路的速度。以LTE Cat.6的標準為例，則是至少需要40MHz的頻寬，目前台灣的業者都尚未達到基本需求，預估在年底的2600MHz頻段競標時，將成為電信業者們必爭之地。畢竟進入4G LTE的時代後，是重視「數據傳輸」大於「語音」的局面，電信業者不僅要提供收訊品質優良的網路，也要比誰的網路速度快。
像是下面這張圖，就是韓國LGT(服務名稱為U+)在官網強調，由於他們提供80MHz的LTE-A頻寬並結合CA技術，會比SKT與KT各提供55MHz頻寬，可以擁有更高速的LTE-A網路，上網不會塞車。
如同HSPA之於WCDMA，LTE Advanced(簡稱LTE-A)則是LTE的升級版，也是被ITU-R(International Telecommunication Union Radiocommunication Sector)國際電信聯盟無線電通訊部門認定，真正達到4G標準的技術。因此，嚴格來說LTE並不能稱為4G而是過渡的3.9G，LTE-A才是標準4G，不過後來很多電信公司或設備廠商，在宣傳上都直接稱呼LTE為4G，久而久之似乎也沒有特別區分了。
韓國是全世界第一個推出LTE-A商用化的國家，在2013年7月時由SKT、KT、LGT三大電信陸續推出，第一台上市的LTE-A裝置則是韓國版的三星GALAXY S4 LTE-A，當時為了支援LTE-A網路，還特別改用高通Snapdragon 800的處理器方案，與一般版的GALAXY S4不同。
■3.FDD LTE與TD-LTE
LTE目前主流是「分頻多工」FDD LTE(Frequency-Division Duplexing LTE)，另外還有分支的「分時多工」TD-LTE(Time Division LTE)，兩種不同的運作模式，但對於消費者來說差異其實不大，主要是漫遊時需要看規格是否支援。全世界大部份的國家都採用FDD LTE，而TD-LTE主要是由中國推動，印度與澳洲也有。台灣一些WiMax業者，也希望可以將網路升級至TD-LTE，然而問題是要有執照，就看接下來NCC要怎麼解決。
雖然LTE可以實現全球通，各國由於頻段不同，因此LTE的頻段多達41個。對於終端廠商來說，尤其是手機或平板等行動裝置，要在輕薄的機版內塞入支援全球頻段的天線，是不太可能的事情，因此通常會針對不同地區、不同電信商推出不同的版本，所以一款手機會有多種分支版本的型號。台灣市面上現在也有同時支援FDD/TD-LTE雙模的手機，像是Samsung GALAXY S5、Oppo Find 7、iPhone 5C、iPhone 5S都有，其中GALAXY S5甚至還加入了台灣獨有的700MHz(Band 28)，不僅在台灣可以使用遠傳、台哥大，也可以去中國大陸使用TD-LTE。
■4.VoLTE的必要性
目前的LTE主要是用於數據傳輸，若是要進行語音通話時，訊號會自動轉換切回3G或是2G，早期的手機技術還不是太純熟，切換時可能會斷訊而且更耗電，現在這種情況已經改善很多了。VoLTE就是Voice Over LTE，在LTE的網路之上進行語音通話，講電話時可以不用切換至WCDMA或GSM，可以節省切換訊號的時間，而且通話的品質更好，撥號至對方接聽的處理速度也比傳統語音電話快。不過，VoLTE不僅電信公司要佈置，手機也要支援才可以使用。
韓國最早在2012年8月就推出VoLTE服務，第一款VoLTE手機是LG Optimus LTE，目前包括美國、香港、大陸的中國移動都已經推出VoLTE服務，日本的docomo則是預計在六月下旬推出，2014年的夏季機種都有支援。
B. 市面上的4G LTE手機頻段總整理 |
台灣目前的LTE為700、900、1800MHz三個頻段，其中1800MHz根據GSA的統計是全世界最多國家採用的LTE頻段，因此大部份的手機都會支援1800MHz，中華電信的4G LTE使用者不用擔心頻段問題，遠傳與台哥大其實也都有1800MHz的頻段，但目前由於2G佔用互相卡住，預估要等到年底時互換後才可以用。
現階段遠傳與台哥大開台採用的APT 700MHz (Band 28)，是全球首度商用化的頻段，因此裝置必須是支援「4G全頻」才可以使用，4G全頻在台灣指的是要支援700MHz(Band 28)。APT 700MHz雖然較為冷門，支援的手機比較少，但也不全然是缺點，由於其頻率較低因而穿透力較強，對於使用者來說直接影響就是涵蓋率較廣、室內的收訊會比較好，另外就是頻段比較乾淨、干擾較低。
以下是我針對目前台灣已上市或近期即將推出的手機與平板，從官網整理出的頻段規格表，部份手機尚未升級至支援LTE的軟體，得升級後找到LTE網路的選項才可以用。雖然台灣的4G LTE起步較晚，但市面上的高階手機幾乎都支援LTE，在開放3G至4G的攜碼升級後，台灣的4G LTE用戶應該會迅速攀升。目前三星擁有市面上最多的4G手機與平板，Sony與HTC則是緊追在後。去年底在台灣推出的iPhone 5C、5S以及iPad Air與mini 2都支援LTE。
(以上規格僅供參考並即時更新，若有誤請以官方公佈的最新資料為準。)
註1. iPhone 5C與5S為FDD/TD-LTE雙模，還支援TD-LTE的1900/2300/2600MHz。
註2. iPad Air與iPad mini Retina支援的完整LTE頻段有：Band 1、2、3、4、5、7、8、13、17、18、19、20、25、26。
註3. HUAWEI MediaPad X1 7.0為FDD/TD-LTE雙模。
註4. Oppo Find 7/7a為FDD/TD-LTE雙模，還支援TD-LTE的2300MHz。
註5. Samsung GALAXY S5為FDD/TD-LTE雙模，還支援TD-LTE的2300MHz。
註6. Sony Xperia Z2、Z2 Tablet雖然有700MHz，但僅支援Band 13與17(部份美國電信業者採用)，而不是台灣大哥大與遠傳採用的Band 28。Xperia Z1 LTE、Xperia Z2、Xperia Z1 Compact也支援表中未列出的1700MHz(Band 4)，1700MHz主要是加拿大與中南美洲使用。
C. 全球最高LTE人口比例的韓國現況 |
韓國的LTE用戶有3000萬佔了總人口數的60%，為全世界最高的比例，在各項LTE技術當中幾乎也都是領先推出的，因此無論是電信公司的加值服務、資費方案、用戶研究，或許可以成為台灣發展LTE時的參考對象，尤其韓國地狹人稠、人口集中都市化的生活條件跟台灣很相似。台灣已經落後兩年了，得加倍奉還追上才行。
■1.韓國LTE開台即將滿三年
韓國跟台灣一樣有三大電信公司，最大間的是SKT(服務名稱為T World)，第二名的是前身為國營企業的KT(服務名稱為Olleh)，第三名的是LGT(服務名稱為U+)，總用戶數分別為2800萬、1600萬、1100萬。LTE最早開台的為SKT與LGT，在2011年7月1日上線，下個月即將屆滿三年，KT將2G頻段回收直到2012年1月3日才開台。其中SKT在2013年6月26日成為全球首間啟用LTE-A服務的電信公司，並早在2012年8月8日就啟用VoLTE服務。目前，韓國三大電信都已經提供VoLTE、LTE-A網路。
(圖為LGT U+的門市，拍攝於2014年1月)
■2.韓國三大電信頻寬現況
韓國的LTE頻段組合跟台灣比較不同，SKT為800MHz(20MHz)、1800MHz(35MHz)，合計頻寬為55MHz；KT為900MHz(20MHz)、1800MHz(35MHz)，合計頻寬為55MHz；LGT為800MHz(20MHz)、2100MHz(20MHz)、2600MHz(40MHz)，合計頻寬為最大的80MHz。韓國三大電信都達到LTE-A Cat.6的40MHz頻寬建設要求，透過CA技術目前理論值達到150Mbps，今年第四季三家都將升級為Cat.6的300Mbps。以SKT為例，至四月底為止約有1480萬名LTE-A用戶，約佔了整體用戶的53%，比例非常高。
■3.全世界最早推行LTE-A手機
韓國的LTE發展除了電信業者的積極主導外，三星、LG、Pantech(Vega)三大手機品牌持續提供功能強大的LTE手機，也加快了換機速度，尤其三星在2013年夏天首度推出第一款LTE-A手機GALAXY S4 LTE-A。去年底以來的高階手機幾乎都支援LTE-A，像是三星有GALAXY Note 3、GALAXY Note 3 Neo、GALAXY S5，LG有G2、Vu 3、G Pro 2、G Flex、G3，Vega有A880、A900、A910，這三個品牌就囊括了韓國將近90%的手機市場，其中三星佔了約50%、LG約有25%、Vega與iPhone大約各為10%。海外的品牌除了iPhone可以打入韓國市場以外，幾乎很難生存下去。
有一份針對韓國LTE用戶的調查，為什麼選擇購買LTE手機?有37.4%的使用者為了使用高速網路，有31.3%的人單純想要買新產品，有12.6%的人想要體驗新技術，有6.1%的比例是受到朋友影響，只有4.9%是因為銷售員的建議。從調查結果可以發現，韓國人對於科技產品的接受度很高，而且有急迫的需求，尤其是年輕人換手機的速度很快。像是GALAXY S5新推出的「下載加速器」，就可以同時透過LTE與Wi-Fi下載檔案，對於韓國使用者來說就是殺手級的應用，反之台灣因為剛開台沒什麼感覺。
在4G時代，語音功能絕對不是重點，根據電信業者的調查，在韓國最受歡迎的五項加值功能為：即時影音新聞、VOD、音樂串流、PSP下載、教育學習，尤其韓國的即時影音新聞都是Full HD高畫質直播，透過LTE網路高速串流時更有感。
■4.2014下半年導入eMBMS技術
除了Cat.6高達300Mbps的LTE-A網路以外，韓國下半年也將預計導入eMBMS(Multimedia Broadcast Multicast Service，演進型多媒體廣播多播服務)，在LTE既有的網路下，提供大量使用者收看電視及收聽廣播，對於大型運動賽事與演唱會直播，收看影片時將會更為流暢。除了直播節目外，也可以用來推送各類型的廣告、電影預告片，未來的廣告可能是直接寄來一部影片，而不只是一封文字簡訊。
■5.首爾都會區LTE-A網路實測
前陣子去韓國幾天，借來SKT的SIM卡與韓版支援LTE-A的GALAXY S5，活動範圍大多在首爾的中區、江南區，還有京畿道的水原市，都能收到LTE訊號，只有在地下室或是電梯內偶爾切換回3G，最高的下載速度大約是100Mbps、上傳則是20多Mbps。
一些測試記錄的截圖，下載速度即使最慢也可以達到10Mbps以上，韓國龍頭電信業者SKT的LTE在開台近三年來，已經覆蓋超過85個城市以及全國所有縣市的主要區域，目前LTE收訊相當穩定，即使很多人在同時使用也可以提供穩定的速度。
■6.韓國LTE資費：以SKT(T World)為例
進入4G LTE時代以後，各國的網路計費大多採用計量的方式，取消3G時吃到飽的定額收費。在韓國有2800萬用戶、市佔率超過50%的SKT，通訊月租費的計費方式為語音+數據用量的組合，用戶依照自己的需求，選擇不同的方案。例如∼每個月付50500韓元(約1490元台幣)，可以講網內外語音100分鐘、行動上網6GB，數據用量超過之後降速至3G。
若是跟費率接近的中華電信4G 1336方案比較，可享有370分鐘語音(網內240+網外65+市話65)、8GB的數據上網(實際上為4GB...在9月底開台前加倍送)。若是沒有加倍送數據用量，中華電信的4G上網資費是比較貴的(SKT平均每1GB為248元，中華電信平均每1GB為334元，加倍送平均為167元)，不過中華電信送的語音通話分鐘數較多。
另外，SKT針對以上的中低資費用戶，還設計了24小時網路下載量加倍的外掛方案，只要付3500韓元(約台幣103元)，就可以在24小時內使用當月一倍的網路用量，讓使用者可以下載完當時想看的影片。例如∼原本使用1.5GB的方案，但這個月只剩下0.5GB的數據可用，而想要下載一部1GB的影片該怎麼辦?此時就可以付3500韓元買這個24小時的方案，當天的網路用量可使用當月的兩倍即3GB，讓使用者順利下載完影片。到了隔天，網路還是會被降為3G，因為使用量已經超過原本的量了，不過這樣讓用戶用小金額以高速下載完影片是還不錯的選擇，不會下載到一半而降速壞了心情，很適合月底時使用。
針對上網需求大的用戶，則是推出上網為主、語音為輔的方案，分為8GB、12GB、16GB三種，最貴的16GB方案每個月要付10萬韓元(約2952元台幣)，跟中華電信原本的4G 2636方案送16GB價格差不多。不過由於韓國的電信業者競爭十分激烈，在今年四月份的時候，SKT宣布這三種方案，在超過使用量以後，每天還是可以最多透過LTE使用2GB的用量，等於是變相的吃到飽方案。若是超過2GB的每日用量後降速至3G網路，台灣的業者是降為2G的128或256Kbps，要是我會選擇每個月8萬韓元(約台幣2360元)的月租費來吃到飽。
目前開台的三大電信當中，都沒有吃到飽的方案，唯有中華電信先前若是「全能平板」或是「超值Fun」購機方案的使用者，可以無痛升級並把原本的合約走完，享受4G LTE吃到飽。台哥大也在6/15跟進，特定3G用戶8月底前可升級4G吃到飽。不過，在合約到期後還是要按量計費，這是未來的趨勢。
4G元年涵蓋率不足是可以預期的事情，不過4G手機都是雙模的設計，即使沒有LTE的訊號時，也會自動被切換為3G，因此並不會影響到日常生活，主要是差在網路的速度。如果你現在已經有LTE手機了，可以算一下每個月的網路用量，在經濟條件允許的狀況下，不妨選擇一個適合自己的4G方案，體驗高速上網吧。
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