Upload
kenny-huang-phd
View
171
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
頻譜政策發展國際新趨勢
Kenny Huang, Ph.D. ⿈黃勝雄博⼠士
Executive Council Member, APNIC
亞太網路資訊中⼼心董事[email protected]
Spectrum Policy
無線頻率簡圖
2Source : MCT
美國頻譜政策概述
3
發展策略ü 清理重分配已使⽤用電信頻譜範圍規劃ü 其他不同領域頻譜的重分配ü 清理及再分配原有的電視/廣播頻率ü 空⽩白頻譜利⽤用(TVWS : TV white space)ü 頻率分享
推動政策ü 定期頻率量測評估ü 獎勵拍賣(incentive auction)ü Super Wi-‐Fi 計畫ü Innovation bands 3.55-‐3.7GHzü 5G服務 : 28,37,39GHz
英國頻譜政策概述
4
發展策略ü 保障服務品質: ⾏行動基地台⼈人⼝口覆蓋率(80%)與⼟土地覆蓋⾯面積(45%)法定要求
ü 強化普及接取(Universal Access)ü 頻率分享
推動政策ü 重新規劃現有頻率(如2G 2017年到期)與未來應⽤用ü 修訂法規改善偏遠農村地區網路服務品質ü 釋出800MHz提供無線寬頻普及接取服務ü Innovation bands : 3.8-‐4.2GHz
德國頻譜政策概述
5
發展策略ü 調整頻譜政策來配合國家寬頻政策發展ü 無線電頻譜最佳化配置ü 光纖發展無法取代無線寬頻的重要性
推動政策ü 數位紅利(digital dividend)
ü 無線電頻率數位化後再使⽤用於寬頻網路,提升舊頻率價值ü 頻率790MHz-‐862MHz範圍釋出限制作為偏遠地區寬頻上網使⽤用, 並向歐盟提出全體適⽤用規範
瑞典頻譜政策概述
6
發展策略ü無線寬頻為頻率資源發展⽅方向ü著重偏遠地區無線寬頻需求
推動政策ü 釋出800MHz及2.3-‐2.4GHz頻率, 必須為技術中⽴立(Technology Neutral)並滿⾜足寬頻服務為原則
ü 清理電視頻率作為無線寬頻使⽤用ü 清理空軍與陸軍之低頻率作為無線寬頻使⽤用
⽇日本頻譜政策概述
7
發展策略ü 對全國性服務與區域性服務訂定不同頻率政策
推動政策ü 3.9G釋照規定現有電信公司持股不可超過1/3ü 分配10MHz給區域營運商(包含有線電視CATV業者), 以城市為單位分配,投標者需說明偏遠地區如何改善數位落差
ü 推動開放網路(Open Network)政策⿎鼓勵⾏行動虛擬網路營運商(MVNO)提供全國寬頻服務
全球4G⾏行動通訊覆蓋率排序
8
1. 南韓 97%2. ⽇日本 90%3. ⾹香港 86%4. 科威特 85%5. 荷蘭 84%6. 新加坡 83%7. 美國 81%8. 烏拉圭 81%9. 匈⽛牙利79%10. 台灣 79%
台灣大哥大
84%, 22M遠傳
84%, 17M
亞太電信
84%, 10M台灣之星
77%, 4M
中華電信
75%, 16M
Source : OpenSignal
頻譜政策成功經驗
9
拍賣政策ü 以拍賣⽅方式釋出頻譜資源。︒。無線頻譜為稀有資源,拍賣政策為釋出稀有資源最有效率的⽅方式。︒。
解除技術與業務限制ü 更有彈性地應⽤用頻率,由業者選取適宜技術推動無線寬頻,避免管制不平等,並激勵市場創新。︒。
頻譜政策管理模式
10
無彈性 Least Flexibility 開放Complete flexibility
頻段使⽤用權排他性
Source : Robert Matheson, NTIA
無線寬頻需求趨勢 Wireless Data Demand (US)
11Source: CISCO VNI
(1)Mobile Data Tsunami(2)Data Offloaded 增加:Offloaded免執照頻率 免
執照頻率
頻譜政策考量構⾯面
12
頻率釋出政策ü 無線寬頻需求快速成⾧長,頻譜管理制度需能滿⾜足未來頻寬需求ü 更細緻與智慧的頻率釋出設計
無線通訊技術ü 新的無線通訊技術需要更多投資與部署,例如動態頻率的使⽤用
(dynamic spectrum access)、︑、智慧型天線系統 (smart antenna systems)、︑、頻率靈敏電波(frequency agile radios)
網路拓墣ü 在邁向 5G無線通訊環境,思考⼩小型基地台(small cells)發展的機會
頻譜政策發展⽅方向
•頻譜清理 Spectrum Clearing• 清理及彙整舊有頻段,提供獎勵機制
•頻譜分享 Spectrum Sharing• 現有機制採頻段限定使⽤用 (exclusive use), 未來以頻譜分享為頻譜政策主流• 未使⽤用頻段,如空⽩白頻段TVWS• 創新頻率 Innovation bands • 免執照頻率及LSA (Licensed Shared Access)
•免執照頻率•創新頻率innovation bands•頻譜管理⽬目標• harmonization, efficiency, availability
13
頻譜清理案例: ⾃自願獎勵拍賣FCC Voluntary Incentive Auction
14
⾃自願獎勵拍賣 Voluntary Incentive Auction ü 邀請無線廣播電視頻段持有⼈人參與ü 無線頻段由FCC拍賣,拍賣所得部分回饋原頻段持有⼈人
雙向拍賣 Two-Sided Auction ü 反向拍賣 (reverse auction)
ü 保障無線廣播電視業者頻段ü 正向拍賣 (forward auction)
ü 拍賣頻段給無線寬頻業者ü 頻段重整(repacking)
ü 在正反向拍賣間,將無線廣播電視頻段重新整併,以提供連續頻段拍賣
頻譜分享案例 FCC Ruling 04/2015
15
Incumbent Access
Priority Access
General Authorized Access
Three Tiersü Priority first for incumbent users, largely governmentü Priority access licenseesü General access for uses on a license basis
RCC Ruling 04/2015Citizen Broadband Radio Services: 3.55-‐3.7GHz
70 MHz for PALsü 10MHz eachü Non-‐fixed bands
80 MHz for GAAs
Source : FCC, 張時中
FCC act as a spectrum registry
頻譜分享案例 : 5G頻段規劃 FCC 2016.July
•規劃近11GHz⼤大量頻寬供5G使⽤用• 包含 28GHz、︑、37GHz、︑、39GHz頻段• 2/3 屬免執照頻段
•需執照使⽤用• 37GHz與39GHz,以200MHz為區塊規劃
•共享使⽤用• 37-‐37.6GHz間 600MHz採動態共享接取⽅方式
•免執照使⽤用• 64-‐71GHz與 57-‐64GHz為免執照頻段,為低頻段WiFi頻寬的15倍
16
Source : FCC
頻譜分享案例: 英國3.8-4.2GHz Innovation Bands 2016
•此頻段基於英國頻譜分享框架(Spectrum Sharing Framework)提供頻率分享•此頻段現有使⽤用包含fixed lines 及fixed satellite services•經分析此頻段仍有充分頻段空間開放創新服務使⽤用• 現有使⽤用集中於特定區域• 過去數據顯⽰示現有服務情況穩定• 除了特定區域外,其他區域開放頻率申請
•在不影響現有頻率使⽤用情況下,申請者提出頻率使⽤用計畫申請
17
台灣UHF頻段使⽤用率
18Source : 張時中、︑、吳瑞北、︑、資策會
促進頻譜資源的充分利⽤用
•頻譜未使⽤用是國家經濟損失• 頻譜資源與⽔水資源或能源不同。︒。⽔水或能源未使⽤用可以留存,頻譜資源不會隨時間消失,使⽤用今⽇日頻譜不影響未來頻譜的使⽤用
•空⽩白頻率TVWS•閒置則讓試-‐促進實驗友善頻譜環境張時中、︑、馮明惠、︑、吳瑞北:動態頻譜接取試驗群
19
Spectrum as non-produced asset is a national cost
全球免執照頻率分佈 (coordinated by ITU-‐R)
20
Unlicensed bands for ISM (Industrial, Science, Medical) applications
Source : TI
Popular ISM bands: 433 MHz, 868 MHz, 915 MHz, 2.4 GHz
免執照頻率發展 unlicensed spectrum
•免執照頻率概況• FCC估計免執照頻率的經濟活動每年為美國經濟創造 1400億美元的價值
(FCC,2016)
• 免執照頻率,特別是2.4GHz的WiFi網路是⼤大眾接取Internet 主要管道• 美國執照頻率網路流量超過50%卸載(offloaded)到免執照頻段。︒。預期⾄至2019年頻寬卸載量將超過75%(Juniper)。︒。免執照頻率提升執照頻率價值。︒。• 電信業者已將WiFi技術由原來競爭關係轉變為互補關係。︒。
•免執照頻率技術考量• 2.4GHz 頻段WiFi承載量已經達到極限(University of Twente)
• WiFi技術對頻段利⽤用率不如LTE通訊技術• 免執照頻段同時導⼊入WiFi與LTE技術,可能嚴重影響WiFi傳輸效能 (Google)
•無線寬頻發展⽅方向• 執照頻率(licensed band)與免執照頻率(unlicensed band)技術不該視為競爭關係。︒。政策須統合兩者規劃以推動整體無線寬頻發展• 頻譜政策趨勢: More Unlicensed, Less Licensed 21
Carrier Aggregation : LTE-‐U and WiFi
22Source : mojonetworks
RFC6824 MPTCP: Multipath TCP Extensions
23
Virtual TCPIdentifier
Virtual TCPIdentifier
RFC6824
Wi-‐Fi
Bluetooth
Mobile
USB
Network handoff; Bandwidth aggregation; Load balancing;
Unlicensed band
Unlicensed band
Source : Dr. Kenny Huang
創新頻率促進創新應⽤用
24
物聯網Internet of Things
公共安全Public Safety
無⼈人⾞車Driverless Vehicles
公共安全 Emergency Protocol for Vehicle Incident
25
EU Legislation:All cars will be fitted with an eCall-‐equipped chip by 2018 that will automatically contact the nearest emergency centre in case of a collision
Source : European Commission
IoT Spectrum Considerations
26
Source : Diffraction Analysis
物聯網傳輸範圍與應⽤用
27Source : TIPAN : smart phone connected over Bluetooth
LAN : WiFi connections
NAM : Smart Meter
WAN : Internet Services
主要國家 IoT 頻段
•北美 : 902-‐928 MHz•歐盟 : 733-‐736, 788-‐791, 868, 870-‐876 MHz•英國 : 55-‐81.5, 733-‐736, 788-‐791, 870-‐876, 915-‐921 MHz•⽇日本 : 315, 426-‐429, 449, 469, 916.5-‐927.5 MHz•韓國 : 917.5-‐923.5 MHz•台灣 : 920-‐925 MHz (ps: e-‐Tag 922.75-‐924.25MHz)
28
Source : 政府資料
無⼈人⾞車演算 Roadside Computing
29
Source : CISCO
p Roadside multi-‐purpose equipment based on convergence of routing, computing, and wireless technologies.
p Distributed, multi-‐tenancy computing model
p Support multiple wireless technologiesp Type of traffic
p Regulate traffic p Collect tolls taxesp E-‐Commercep Content deliveryp Sensor traffic
⾞車聯網訊務模擬 Connected Vehicle Apps and Data Usage
30
Application References Data Usage
InfotainmentWeb radio BMW, Mercedes Benz, Tesla 32kbps
Online music BMW, Mercedes Benz, Tesla 32kbps – 128kbps
Navigation GPS navigation Google Map 20kbps-‐40kbps
Regulation Emergency messaging EU eCall Chip out-‐of-‐band
AutomationDriverless car Google Self-‐Driving car n.a. (in-‐band & out-‐of-‐
band)
Remote control (on/off) BMW, Mercedes Benz, Tesla <1kbps per action
Communication Car phone Bluetooth speaker out-‐of-‐band
*Estimated Aggregated Data Usage for a Connected Vehicle <100Kbps
Source : Dr. Kenny Huang * driverless car excluded
Spectrum Policy Recommendations
•台灣共享頻譜框架 SSF (Spectrum Sharing Framework)
•國際接軌• Me too strategy (with minor adjustments)• 頻譜清理 : 設計獎勵機制• 頻譜分享 (e.g. LSA Licensed Shared Access)
•免執照頻率• Data offloaded 為發展趨勢,unlicensed bands 提升licensed bands價值• More Unlicensed, Less Licensed• 創新頻率
•頻譜未使⽤用是國家經濟的損失• TVWS • 動態頻率技術研發 (POC, POS) –閒置則讓試• Regulatory Sandbox : 主管機關 act as spectrum registry (renewal agreement)
31
32