趨勢
5G 技術正以驚人的速度加速發展,大幅提升固定無線接取(FWA)應用程式的功能和性能。最初,FWA 是為偏遠和鄉村地區經濟上不可行的有線網路提供最後一哩連接的替代方案。在 5G 的推動下,受益於增加的頻寬、完整的連接以及快速、靈活的部署,FWA 已進一步擴展到各種垂直市場。5G FWA 技術的最新進展,為全球業者在龐大的商機中競爭奠定了基礎。
愛立信 2023 年 6 月的報告預測,到 2028 年,全球 5G FWA 用戶將突破兩億大關,佔固定網路連接的 17%。這份報告更指出,全球已有超過百家電信業者,紛紛投入 5G FWA 應用服務的行列。在全球積極彌合數位落差的背景下,5G FWA 已躍升為實現全國寬頻連接的關鍵推手。
目前,5G FWA 的主要舞台仍聚焦於公共網路,透過無線傳輸來實現「最後一哩」的連接。然而,隨著 3GPP Release 17 標準的正式底定,5G 的應用範疇正以前所未有的速度擴張。除了 5G 的基本盤,如 FR1 和 FR2 頻率範圍內的 eMBB(增強型行動寬頻)、URLLC(超可靠低延遲通訊)和 mMTC(大規模機器類型通訊),更加入了 5G 網路切片、5G TSN(時間敏感網路)、5G 安全和 NTN(非地面網路)等進階功能,這使得 5G FWA 技術得以在各種場景下,靈活建構 5G 專用網路。無論是智慧工廠、智慧製造、智慧城市,還是智慧交通(5G-V2X),5G FWA 都將成為推動這些領域發展的強大引擎。
挑戰
5G FWA 在各行各業、各種情境下的廣泛應用,意味著我們必須深入了解每個應用程式的獨特需求,才能精準挑選出最適合的設備。
對於正在評估各種方案的服務供應商來說,以下幾點至關重要:設備在處理大量流量時的穩定性、能否滿足關鍵的低延遲需求、移動性和戶外廣域連接的支援度,以及能否提供一套全面且具前瞻性的解決方案,滿足當前和未來的需求。
針對不同的現場應用,5G FWA 大致可分為四個等級:消費級、企業級、工業級和電信級。不同等級的 5G FWA,各自專注於不同的特性和功能,以便在各種使用場景中,都能充分展現 5G FWA 的優勢。下表 I 詳細說明了這四個等級 5G FWA 的特性。
表I
5G FWA 等級及其屬性
屬性
等級 |
頻寬
|
效能
|
運算
(AI)
|
延遲
|
可靠性
|
切片
|
安全性
|
PoE
|
LAN
|
IP代碼
|
消費級
|
★ | ★★ | ★ | ★★★ | ★ | ★ | ★ | ★ | ★ | - |
企業級
|
★★ | ★★★ | ★★ ★★★ |
★★ ★ |
★★ ★★★ |
★★ | ★★ ★★★ |
★★ ★★★ |
★★ | - |
工業級
|
★ ★★ ★★★ |
★★★ | ★★ ★★★ |
★ | ★★★ | ★★★ | ★★★ | ★★ ★★★ |
★ |
IP5x IP6x |
電信級
|
★★ ★★★ |
★★★ | ★★ ★★★ |
★ ★★ |
★★★ | ★★★ | ★★★ | ★★ | ★ ★★ |
IP6x |
需求:低★/中★★/高★★★
消費級
- 部署地點:住宅、郊區、島嶼
- 部署類型:室內
- 目的:5G 無線傳輸取代有線傳輸
- 優勢:增加頻寬、快速部署、降低佈線成本
- 網路環境:私有與公共網路兼具
- 應用:行動熱點網路(MHN)、無線存取點(AP)
企業級
- 部署地點: 辦公室、銀行、購物中心、校園
- 部署類型: 室內
- 目的: 優化使用者體驗,提升服務品質
- 優勢: 更大頻寬、高效能、低延遲、高穩定性
- 網路環境: 私有與公共網路並行
- 應用: 無線入侵防護系統(WIPS)、安全存取服務邊緣(SASE)、行動熱點網路(MHN)
工業級
- 部署地點: 工廠、智慧城市、醫療保健、體育賽事影像串流
- 部署類型: 室內、半戶外、戶外皆宜
- 目的: 優化網路頻寬與效能、實現超低延遲、確保服務品質(QoS)
- 優勢: 極致穩定性、強化安全性
- 網路環境: 以私有網路為主
- 應用: 網路切片、乙太網路供電(PoE)控制、防火牆、物聯網(IoT)閘道
電信級
- 部署地點: 電線桿、智慧交通號誌與控制中心
- 部署類型: 室內、半戶外、戶外皆宜
- 目的: 提供一致且穩定的網路效能
- 優勢: 極致穩定性、強化安全性
- 網路環境: 室內、半戶外、戶外全方位支援
- 應用: 5G 網路切片、網路整合箱(Network-in-a-box)、5G 車聯網(5G-V2X)
NEXCOM 客製化方案,滿足多元 5G FWA 應用需求
市場上替代方案琳瑯滿目,客戶往往陷入選擇困境。NEXCOM 洞察到此一缺點,透過高度客製化其產品,精準滿足 5G FWA 應用程式在各種應用等級和設定下的獨特需求。無論是私有或公共網路的部署,NEXCOM 都能提供清晰且完善的解決方案。NEXCOM 的 5G FWA 設備系列,涵蓋桌上型單元和 1U 伺服器,並依據 CPU 效能進行細緻分類,同時提供豐富多元的無線和有線連接選項。
NEXCOM 的桌上型 uCPE,設計上兼顧 RISC 與 x86 架構,提供完整解決方案套件,內建網路作業系統,也能以白盒形式供企業彈性選擇,讓擁有軟體研發資源的公司能自行客製化。
入門級的 DTA 1376,採用 Arm 架構,搭載 NXP® Layerscape® 4 核心處理器,整合 DPAA,強化網路加速功能,有效處理封包。乙太網路連接方面,DTA 1376 配備七個 1GbE 銅埠,並可選配支援 5G FR1 和 Wi-Fi。
主流的 DTA 1164W 系列,則以 Intel 架構為核心,採用 Intel Atom® C3436L 4 核心 CPU,最高可支援 16GB DDR4 ECC 記憶體和 8GB M.2 SATA 2242 Key M SSD。網路連接方面,提供六個 1GbE RJ45 銅埠、兩個 1Gb 埠、Wi-Fi 6 和 PoE,並可透過 72W 54V PoE 電源供應器,提供高達 30W(802.11at)的電力。
效能頂尖的 DFA 1163 系列,同樣採用 Intel 架構,搭載 Intel Atom® C3558R/C3758R 處理器,分別有 4 個或 8 個核心。此系列整合了 10GbE SFP+ 光纖 LAN 埠,用於向上游資料傳輸至後端乙太網路交換器,再傳輸至中央伺服器。銅埠方面,提供兩種鏈路速度選擇,包括兩個 2.5GbE RJ45 埠和八個 1GbE 乙太網路交換器埠,為 VLAN 和 QoS 等 IoT 設備提供乙太網路服務。無線連接方面,DFA 1163M/Q SKU 更是支援 Wi-Fi、5G FR1 和 5G FR2(毫米波)。
針對工業應用,NEXCOM 推出 DIN 導軌 ISA 141,專為嚴苛環境設計。ISA 141 採用 Intel 四核心 Atom® 處理器,體積精巧且無風扇,配備三個 1GbE 銅埠和一個光纖複合埠,提供穩定的網路連接。DIN 導軌設計使其易於整合至現有基礎設施,而帶外(OOB)管理功能則方便 IT 人員遠端維護。此外,ISA 141 更支援雙 Wi-Fi 和雙 5G,實現並行連接和無線負載平衡。
為了確保效能,NEXCOM 的每一款 5G FWA uCPE 都經過 TCP 標準測試。測試在 NEXCOM 辦公室進行,使用 Amari Callbox、符合 3GPP 標準的 eNB/gNB 和 EPC/5GC。拓撲圖如圖 1 所示。

圖1. 5G FR1 NSA/SA測試拓撲
為了更深入了解 NEXCOM uCPE 盒在實際應用中的效能,我們在 5G FR2 NSA 模式下,採用 3CC 配置進行測試;而在 5G FR1 SA 和 NSA 模式下,則使用 4CC 的最大 Callbox 容量。這裡的 3CC 和 4CC,代表測試中使用的聚合載波數量,這些數值是根據測試設備的配置和網路需求來決定的。透過這些測試,我們得以評估 uCPE 在嚴苛條件下的表現。
測試的重點在於下載能力,我們將 Amari Callbox 資源的 70% 平均分配給下載任務。同時,為了模擬真實應用場景,約 20% 的資源用於上傳任務,剩餘 10% 則分配給其他功能。每個 5G FWA uCPE 的測試結果都經過標準化處理,並以 Mbps 為單位,詳細呈現在表 II 中。
表II
5G FWA產品組合、上傳和下載速度測試結果以及等級對應
在 5G FR1 的測試中,我們使用了四款來自不同製造商的 5G 模組,分別裝載於四台受測設備(DUT)上。至於 5G FR2 NSA 的測試,則選用了兩款特定的 5G 模組:X55 和 X62。X55 模組與 3GPP Release 15 標準相容,而 X62 模組(定位於入門級解決方案)則支援 3GPP Release 16,並具有出色的成本效益比。若您想深入了解各款 uCPE 盒的詳細測試配置和結果,歡迎隨時向 NEXCOM 的業務代表索取更多資訊。
整體而言,測試結果充分證明,每一台受測設備都已準備好在 SA(獨立組網)和 NSA(非獨立組網)模式下部署 5G FWA,無論是公共或私有網路環境,都能穩定運行。
結論
5G FWA uCPE 的應用潛力無窮無盡:從為智慧城市實現即時資料處理,到確保工業環境中的關鍵通訊,再到透過遠距醫療解決方案革新醫療保健,以及在偏遠地區提供無縫連接。5G FWA uCPE 以其可靠、低延遲和高頻寬的連接特性,正逐步滲透至各行各業,成為推動創新和進步的強大動力。
NEXCOM 提供多樣化的 5G FWA uCPE 產品線,滿足各行各業和不同應用場景的需求。每一款設備都具備預定義的功能和擴充彈性,讓客戶能夠根據自身需求,選擇其他選配功能,打造客製化的 uCPE 解決方案。為了簡化操作流程,NEXCOM 的 5G FWA uCPE 更整合了輕量級的網路作業系統,方便客戶輕鬆進行設定和控制,專注於應用程式的開發,無需煩惱複雜的網路配置。