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4大优势助攻 5G CPE涨声响起!
移动性、灵活性、低成本、大频宽

【作者: 季平】2021年06月04日 星期五

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任何终端设备若收不到讯号,智慧不起来,即便5G拥有十倍速於4G的无线高速传输能力,使用者也只能对着萤幕乾瞪眼。使用Wi-Fi的时候,可能因为距离或遮蔽物阻挡以至於信号中断,这时,路由器可以加强网路覆盖,但有些地方可能连网路讯号都收不到,只好二次加工,比方由客户终端设CPE(Customer Premise Equipment)接收基站发出的5G信号,转换成Wi-Fi信号或有线信号,让使用者的智慧装置如手机、平板、电脑可以顺利连网。


提到CPE,有人会将它与路由器、FWA(固定无线接入)、Hotspot相提并论,但在定位及功能上略有出入。


5G CPE的四大优势:移动性、灵活性、低成本、大频宽

TrendForce研究总监谢雨珊指出,CPE是网路连接至用户端的相关设备,包括数据机、宽频路由器、宽频闸道器等;Hotspots(热点)(MiFi=Mobile Wi-Fi,无线数据机终端)为可携式无线上网装置,尺寸与手机相仿,集数据机、Router(路由器)、AP(无线存取点)三者功能,可以把5G网路讯号转换为Wi-Fi讯号,支援Wi-Fi设备的多终端同时使用,如手机、NB、平板可以同时上网。


图一 : TrendForce研究总监谢雨珊。(Source:TrendForce)
图一 : TrendForce研究总监谢雨珊。(Source:TrendForce)

5G CPE的主要功能在於接收5G无线讯号後,将讯号转换为Wi-Fi讯号的5G用户终端设备,根据商用类型可分为FWA(固定无线接入)使用固定式装置,以及MiFi(无线数据机终端)可随身携带行动热点。


4G技术采高频覆盖,基地台主设备容量承载有限,一旦使用用户过多或集中爆发上网需求,就会出现壅塞状况,而光纤宽频正是有线宽频的具体应用。「5G可利用大规模天线,在高频段频谱资源下,波长短,天线阵子形成天线矩阵,结合波束赋形、波束追踪技术,可以弥补高频传输的局限性。」谢雨珊说,不过,光纤宽频的速度和稳定性仍超过5G网路。


CPE可分室内型和室外型,是未来发展5G智慧家庭、智慧生活不可或缺的要角,透过5G CPE,可以控制多种智慧终端设备,网网相连,万物互联。CPE最大的优势在於移动性和灵活性,可以适应更为严苛的网路环境,比方户外小型聚会、户外商业活动或展览,CPE设备可以随走随用,携拆两便。


对於铺设光纤难度大、成本高的偏远地区,室外CPE有极隹的联网助攻特性,由於5G CPE体积大,天线增益更强,功率更高,而且信号收发能力也比手机更强,所以室内外皆可使用。简而言之,5G CPE融合了Wi-Fi的低成本,以及5G大频宽优势,对传统光纤宽频来说具有极隹的辅助效果。


5G FWA CPE 2025年全球出货量上看1,170万台

随着5G网路基础建设的全面开展,势必有越来越多地方覆盖5G信号,5G CPE的需求也会随之增加。TrendForce数据显示,5G CPE相关设备发布数量逐步成长,2020年全球共有108家设备商发布支援5G装置或设备,数量高达559款,逾半数(约335款)已可商用,其中又以手机发布比例最高,达278款(49.7%),其次是FWA(Fixed Wireless Access,固定无线接入)与CPE(用户终端设备)达108款(19.3%),Hotspots(热点)(MiFi)达26款(4.7%),合计占全球5G终端设备的24%。


资策会MIC预测2019-2024年全球5G CPE出货规模,其中,5G FWA预估2024年成长超过1,500万台;全球技术市场技术谘询公司ABI Research则预测,2021年全球5G FWA CPE市场出货量将超过400万台,到了2025年将跃升至1,170万台,市场将以48%的复合年增率持续成长。


ABI Research分析师Khin Sandi Lynn认为,即便LTE是目前提供FWA服务最广泛使用的技术,但仍无法与高速固定宽频竞争,5G FWA服务可以支持千兆速度,具有极大的竞争潜力。



图二 : 2019-2024年全球5G CPE出货预测。(Source:MIC,2020年12月)
图二 : 2019-2024年全球5G CPE出货预测。(Source:MIC,2020年12月)

看好5G CPE未来发展,国内外业者竞相布局。2020年底,MIC AISP观察台湾厂商出货客户及地区後发现,5G CPE的主要出货对象以国际品牌厂为主,出货占比高达85%,不过,受Covid-19疫情影响,出货地区以美国及中国为主,占比超过60%。


资策会(MIC)认为, 2021年是网通产业秩序重组的一年,FWA成为宽频最後一哩新选择,由於部分国家幅员广大,偏乡光纤建置不易,吸引电信商尝试以5G FWA做为固网最後一哩选项,也推升2021年5G CPE(Mi-Fi与FWA)产业出货成长超过143%,达560万台。


5G CPE市场发展概况

FWA是指利用支援行动网路的用户端设备,提供宽频接入的连结,在4G LTE时代,已有电信商提供4G FWA取代固网宽频,由於 5G下载速度最高可达Gb级,媲美光纤网路,各界相当看好新一波5G FWA应用。GSM协会统计,截至2020年11月,全球已有超过423家行动电信商提供4G FWA服务,超过120家已提供5G服务,其中,推出家用或商用5G FWA宽频服务的业者约44家。


Verizon是北美推出5G FWA服务的主要营运商,而EE、Three UK及Vodafone则是欧洲推出5G FWA的主要营运商;努力使用5G毫米波频谱扩展5G FWA范围的几家业者包含高通、CasaSystem和爱立信公司。


ABI Research观察,过去一年中,亚太地区、欧洲、中东和非洲的主要业者已开始推出5G FWA商用服务,除了Verizon,其他业者正将6 GHz以下频段用於FWA服务,「考量到频谱的可用性和更好的传播优势,低於6GHz的频段可能成为5G FWA服务广泛使用的频段。」ABI Research分析师Khin Sandi Lynn说。不过,从LTE过渡到5G,目前5G FWA服务及出货主要集中在成熟市场,新兴市场可能继续依赖LTE FWA服务。


IDC分析机构预测,全球5G、LTE路由器、闸道(gateway)市场将从2019年的9.79亿美元成长至2024年的30亿美元;Counterpoint Research则预估,5G FWA使用者将从2020年的1,030万人增加到2030年的4.5亿人,这些数据显示,5G FWA服务市场具有相当大的潜在商机。


TrendForce研究总监谢雨珊观察,市场上已有部份新款笔电、电视等产品开始支援5G,不仅消费型产品,企业规格设备也纷纷投入支援5G,如工业匣道器、企业路由器、无线AP等,还包含其它5G周边设备,如AR/VR头戴型设备、无人机、机器人、摄影机、车用OBU(车载单元)等。随着5G商转进程的加速,未来5G CPE可以着墨之处也会越来越多。


谢雨珊进一步指出,国外大厂Qualcomm(高通)自2019年即已布局5G CPE晶片厂,专注於中高阶市场,而且具备领导地位,更积极与其他厂商合作,以实惠价格做为竞争利器。此外,Qualcomm还主导5G FWA、5G Pioneer、XR等认证计画,其中,2021年2月推出的第四代5G数据机对天线解决方案骁龙X65,是全球首款为5G固定无线接取CPE提供8个支援6GHz以下频段接收天线的解决方案,同时针对Snapdragon X65 5G 数据机及射频系统升级,包括能效的提升,以及支援更大的毫米波载波频宽。Snapdragon X65装置预计2021年底推出商用装置。



图三 : 高通2019年推出骁龙X55 5G数据机及射频系统(Snapdragon X55 5G Modem-RF System)。(Source:Qualcomm)
图三 : 高通2019年推出骁龙X55 5G数据机及射频系统(Snapdragon X55 5G Modem-RF System)。(Source:Qualcomm)

图四 : 2021年高通推出的骁龙X65 5G是全球首个支援10Gbps 5G速率及符合3GPP Release16规范的数据机及射频系统。(Source:Qualcomm)
图四 : 2021年高通推出的骁龙X65 5G是全球首个支援10Gbps 5G速率及符合3GPP Release16规范的数据机及射频系统。(Source:Qualcomm)

台湾的晶片大厂联发科则是致力於满足各阶市场,有AI、Wi-Fi、蓝牙等技术互为搭配,更与Intel合作开发5G笔电,产品有天玑800、天玑1000等。联发科在2020年9月针对5G CPE、FWA、行动热点推出5G无线平台晶片T750,支援Sub-6GHz频段及Wi-Fi 6,可用於新一代5G CPE(用户终端设备)、FWA(固定无线接取)、mobile hotspot(行动热点)等设备。


T750平台在5G Sub-6GHz频段下支持双载波聚合(2CC CA),讯号覆盖范围更广,室内外FWA装置如路由器、行动热点等均适用。除了国内外指标性大厂,部分台湾厂商也已开始小量出货支援FWA(固定无线接入)的CPE用户端设备,如智易、启??、合勤、亚旭等2020年均有小量出货。


5G CPE後势看涨

5G CPE成为网通业者新产品开发目标,主要因为5G FWA可??成为布局固网最後一哩路的补充或替代方案,有助淘汰过时的DSL技术,此外,Mi-Fi用户加速升级5G产品也成为另一股助力。


资策会(MIC)产业顾问兼??主任林柏齐指出,美国偏远地区光纤建置不易,加上初期布建与後期维护成本高,突显FWA的优势与潜力,未来美国可能成为2021年5G FWA最具潜力的市场之一,网通业者如Nokia、Samsung、Casa Systems等已陆续推出5G FWA相关产品及设备。国内的电信业者如亚太电信也已推出5G FWA定点高速上网服务。


目前全球5G终端设备分配仍以手机为大宗,其次才是FWA CPE。TrendForce研究总监谢雨珊认为,未来电信营运商会积极增加FWA服务,以支援有保证的服务品质(QoS),其中,Verizon、Deutsche Telekom和Vodafone等已在高密度城市地区推出5G FWA服务,提供类似光纤的宽频服务;英国电信(British Telecom)近期则推出Hybrid Connect,是固定宽频用户的可选附加服务之一,当固定宽频出现技术问题时,Hybrid Connect可以将家庭中的所有设备连接到FWA。


不过,5G毫米波基地台建置速度仍在起步阶段,另一方面,5G CPE产品多使用和5G手机相同或类似的5G晶片,晶片荒是否影响未来5G CPE的发展速度?


对此,谢雨珊认为,毫米波因为高频特性,加上空间衰减性高、网路覆盖率低等问题,进而增加了元件设计与基础设施布建的系统复杂性与成本。毫米波商用化原则上落在2025年,预计锁定特定垂直应用,5G毫米波基地台部署主要用於室外场景,如港囗、矿山、制造业等应用领域。


至於网通晶片缺货,主要因为之前5G手机晶片过度下单而排挤到网通晶片量(包括5G、WiFi 6、宽频、交换器等应用),但她认为,随着疫情爆发,全球居家上班、远距教学及线上游戏等上网需求增加,对网速的要求也更高,反而会提高对高速网路硬体的需求。


在市场需求、晶片端、多装置推出的推波助澜下,与5G FWA相关的CPE装置规模预期将加速起飞,5G CPE的应用场景也会变得越来越丰富多元,甚至可能支持除了5G之外的更多通信协定,如蓝牙、UWB等,成为所有设备的管控中心。


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