Waveseat 行銷暨商業發展副總裁Vijay Dube
今日的電信業者需要一條安穩的路徑升級到行動通訊網路，它必須提供未來有保障的解決方案、保護他們的投資和提供穩健的業務基礎。包含子通道功能的OFDM或許就是他們從固接升級到行動商業模式所需的高效益解決方案 – 一套能在今日寬頻行動市場上創造出明顯價值區隔的解決方案。
WiMAX涵蓋種類廣泛的固接和行動應用。分析師預測固接服務用戶人數在2009年將達到2,000萬左右，行動用戶則會在未來十年內增加到1,500和4,000萬之間。
802.16 WiMAX固接協定在2004年10月正式獲得採用，此後業界就將重點轉向802.16e WiMAX行動協定。這套標準包含正交分頻多工 (OFDM) 和OFDMA (又稱為Multi-user OFDM)，預計在2006年完成制定程序。它將在兩大領域為業界提供絕佳商機，分別是涵蓋固接、漫遊和可攜式應用的基本或都會區行動能力，以及支援新興寬頻行動通訊市場的完整行動能力。
為討論方便，本文將「固接」(fixed) 定義為無法從多個地點使用服務的解決方案，「行動」(Mobility) 則涵蓋多種服務層次，包括漫遊 (在不同地點使用一種服務)、可攜 (不包含自動交接在內的基本行動能力) 以及完整行動能力 (可於高速行駛的車輛上使用，並能在基地台之間自動交接)。
WiMAX基本行動能力是802.16-2004 (OFDM256) 的自然演進結果。就產出與距離的關係而言，它所增加的子通道功能可提高室內效能，用戶覆蓋範圍也更有彈性。OFDM256基本行動能力是以簡單的標準Profiles和低成本終端裝置為支援對象，快速上市時間和回溯相容於固接應用也是重要優點。
相較而言，WiMAX完整行動能力則會面對更複雜的技術和更具挑戰性的市場需求，它最終雖有可能創造更龐大的市場商機，過程中卻會與3G直接競爭。WiMAX完整行動能力會利用可擴充的OFDMA (SOFDMA) 技術提供高速行動和基地台交接 (hand off) 等行動通訊設施所要求的更強大效能和作業能力，這使得消費者就算坐在疾駛的車內也能從一個基地台順利切換到另一個基地台。然而這些加強功能卻會讓實體層 (PHY) 和媒體存取控制層 (MAC) 變得更複雜、Profiles數目增多和無法相容於現有的OFDM256標準。
透過OFDM提供都會區行動能力
英特爾近年來對於WiMAX的大力支持以及這項技術可能對低成本寬頻連結造成的莫大衝擊讓人們在有機會實際體驗WiMAX網路之前，這項標準就成為電信產業的熱門焦點和大肆宣揚的對象；現在，WiMAX必須面對著實現其宣傳內容的巨大壓力。然而在寬頻行動市場的龐大潛力影響下，WiMAX近來開始轉向OFDMA行動標準，這使得WiMAX升級提供行動能力的過程或許不會如業界想像中順利。
許多廠商擔心若在現行階段將WiMAX的重點轉向可擴充式OFDMA，產品的成本和研發時程都可能受到嚴重影響。等到多家廠商開始大量供應具備行動能力的SOFDMA用戶設備時，採用1xEV-DO和WCDMA的先進3G資料網路可能早已透過它們基礎良好的產業架構在市場上全面推出。
利用現有的OFDM256功能來滿足從固接到基本行動能力的市場需求或許是消除這些顧慮的最好方法。它能讓桌上型連結產品和可攜式裝置等WiMAX應用掌握市場時機，同時突顯出它與基本或都會區行動市場目前所用3G技術和WiFi之間的價值區別。
利用OFDM256滿足固接升級到基本行動能力的市場需求有許多好處。其實OFDMA的諸多優點也能在OFDM256身上看到，例如OFDM和OFDMA都比其它單載波行動技術更適合非可視範圍 (NLOS) 工作環境。這兩種標準的每個子載波的符碼週期都遠超過延遲擴散 (delay spread) 最大值，這會讓等化處理更簡單和FEC錯誤更正最佳化，系統也更能忍受多重子載波經過多路徑傳輸後所產生的嚴重衰減現象。
OFDM256還能支援OFDMA的其它重要特色，而且它的實體層和媒體存取控制層都更簡單。OFDM的部份優點和限制為：
‧ 可擴充快速傅立葉轉換
OFDM雖不支援可擴充快速傅立葉轉換 (scalable FFT)，而是支援256點固定式快速傅立葉轉換 (fixed 256 FFT)，但由於多扇區細胞設計 (multi-sector cell design) 常見的1:3重複使用模式 (reuse pattern) 經常會用到2.5MHz系統頻寬，故此解析能力 (載波間距) 對於多數應用已經足夠。另一方面，OFDMA在系統設計和擴充性方面都更有彈性，還提供相同效能和固接設備子載波間距。
‧ OFDMA理論上可提供更強大的系統增益效能，但目前尚未在實際系統中獲得證實
OFDMA透過上行和下行鏈路的子通道化以提高系統增益效能。OFDM256可選擇將上行或下行鏈路分成多個子通道讓傳送功率集中於部份OFDM子載波以加強鏈路預算，進而使得訊號覆蓋範圍 (室內穿透力)、傳輸容量和功耗都獲得改善。OFDMA把這項功能稱為先進調變與編碼 (Advanced Modulation and Coding)，主要用來透過適應性子載波配置提供更高的分集增益 (diversity gain)。
就子載波置換方式而言，OFDM採用較簡單的置換順序。它和OFDMA一樣會將不同子通道分配給不同頻率，只不過每個配置的子通道都會佔用固定時間，因此若OFDM子通道碰到惡劣的通道條件 (至少在BS配置新的子通道前)，OFDMA就有較大的優勢。
總而言之，OFDMA最適合需要完整行動能力的應用，至於子通道佔用固定時間的簡單子載波置換方式則比較適合固接、可攜式或低速等行動環境。
‧ OFDMA有可能提供較佳的頻率重複使用能力
OFDMA採用較複雜的子載波置換方式，它能提供更好的頻率重複使用能力和更簡單的細胞規劃 (重複使用子載波讓相鄰扇區／細胞發生衝突的機率降至最小)。OFDM則是在排程器 (MAC) 中提供同樣的功能，只不過所用的方法比較沒有系統。
‧下行鏈路採用類似的空間分集 (space diversity) 技術
OFDMA的下行鏈路可選擇支援時空編碼 (Space-Time Code) 模式和AAS。
為何選擇OFDM？
雖然OFDMA的效能和擴充性在都會區行動應用中可能都勝過OFDM，但它就營運角度而言卻非理想解決方案。
單從市場策略來看，利用OFDM同時支援固接和簡單的行動應用會比等待OFDMA更能大幅加速WiMAX的上市腳步。它的市場價值早為業界熟悉，WiMAX支持者立即就能從固接升級到基本行動能力，進而掌握時機進入無線膝上型電腦、掌上型裝置和相關應用市場。
OFDM的用戶裝置成本很低、Profile和工程設計都很簡單、市場供應充足又具備升級能力和回溯相容性 (可從固接直接升級到簡單的行動能力)，它們使得OFDM成為最理想的都會區行動應用解決方案。這些優點對於廠商在新興起的WiMAX市場上迅速吸引客戶和讓成長中的低成本用戶裝置銷售量達到市場商品規模極為重要。OFDM最值得注意的部份優勢包括：
‧ 標準和Profile都很簡單
OFDM支援256點FFT，這不但讓Profile變得很簡單，解析度也足以應付大多數已配置的頻譜 – 假設系統使用常見的細胞頻率重複使用模式 (reuse pattern)。WiMAX認證目前已出現延誤，原因在於相關設備的供應出現問題，甚至僅支援少數Profile的產品也無法獲得供應。此時若照著可擴充式OFDMA要求的增加更多Profile，則只會讓認證過程更複雜耗時。
‧ 快速上市時間
802.16-2004 WiMAX協定早已公佈，OFDM的802.16e標準也將近完成，只要再花一點工夫就能涵蓋基本行動能力要求。快速上市時間對於新興市場極為重要，其成敗關鍵往往在於能否利用低成本產品掌握稍縱即逝的市場時機。面對當前的市場商機，WiMAX可以為無線膝上型和掌上型裝置提供最合適的產品；相形之下，3G就無法在此市場提供符合成本效益的產出和可靠性，WiFi則覆蓋範圍有限、安全功能不足和缺少電信等級媒體存取控制器 (MAC)。
‧ 低成本、已經考驗的技術
802.16e所定義的OFDM遠比可擴充式OFDMA來得簡單，它能確保低成本終端裝置和基礎設施的擴充性和應用彈性都符合新出現的WiMAX市場需求。這類低成本終端裝置可以開啟更廣闊的應用領域，使得市場更具吸引力和更快達到大眾市場產量規模。
OFDM標準奠基於數種已成功導入許多有線和無線應用的成熟解決方案，因此它很有可能達到所設定的效能目標。但另一方面，可擴充式OFDMA則試圖導入業界提出的許多不同技術，其中有些技術已相當成熟，有些則仍待考驗。由於業界只能根據廠商提供的效能資料來評斷其所建議的功能，最後究竟會採用那些技術又尚未定案，因此很難確定這些功能是否真可提高效能。
‧ 升級能力和回溯相容性
隨著WiMAX市場的應用、業者類型 (包括ISP、WISP、新建設施和基礎設施，新進廠商和現有業者) 和業務型態不斷演進，升級能力已成為保護客戶投資的必要條件。WiMAX若無法升級到行動能力以及提供未來升級和回溯相容的保障，許多業界廠商就會繼續採取觀望的態度，其中又以第一層廠商 (Tier 1 companies) 最可能如此。雖然第一層廠商對於新市場的接受程度本來就較緩慢，他們的支持卻絕對是產品達到經濟規模的關鍵。
如圖2所示，許多應用範圍重疊的技術都能支援WiMAX基本行動能力。最合適的技術則必須由多項因素決定，包括應用、電信業者 (固接業者僅對基本行動能力有興趣)、網路規模 (例如偏遠地區的低密度網路或垂直應用所需的小型專屬網路) 以及應用的最佳成本效益。
在現行發展階段就把WiMAX重點轉向完整行動能力可能不是最明智的做法，甚至有可能遇到來自3G的直接競爭。許多業者相信固接升級到基本行動能力是WiMAX的最大優勢所在，因為現有技術無法在這方面提供客戶所要求的產出、合理的高資料速率使用成本以及安全性和可靠性。
等到固接升級到基本行動能力的市場第一步順利完成，WiMAX又有客戶信心做為堅強後盾時，OFDMA就會成為提供WiMAX完整行動能力的最大幫手。它將以OFDM256的成果以及完整的標準和認證支持為基礎，利用原本觀望的業界領導者早已實現的重大技術進展和網路建置成果來面對完整行動能力的挑戰。
結語
相較於OFDMA，OFDM早已走過定義階段並邁向全面實作。許多晶片製造商、ODM廠商和設備製造商正利用OFDM256 WiMAX技術發展解決方案，這項技術早已通過實際應用的嚴格考驗，因此是現在和未來部署的最安全選擇。到了2005年底，許多製造商都會享受到miniPCI和其它量產規格等低成本用戶產品封裝提供的好處，這將為寬頻服務供應商帶來更符合成本效益的解決方案。OFDM 802.16e突顯出電信業者需要一條安穩的路徑升級到行動能力，它必須提供未來有保障的解決方案、保護他們的投資和提供穩健的業務基礎。對於正在建置固接無線存取解決方案或是想於未來提供漫遊或行動服務的電信公司來說，OFDM256將是他們的唯一選擇。
今日的電信業者需要一條安穩的路徑升級到行動通訊網路，它必須提供未來有保障的解決方案、保護他們的投資和提供穩健的業務基礎。包含子通道功能的OFDM或許就是他們從固接升級到行動商業模式所需的高效益解決方案 – 一套能在今日寬頻行動市場上創造出明顯價值區隔的解決方案。
WiMAX涵蓋種類廣泛的固接和行動應用。分析師預測固接服務用戶人數在2009年將達到2,000萬左右，行動用戶則會在未來十年內增加到1,500和4,000萬之間。
802.16 WiMAX固接協定在2004年10月正式獲得採用，此後業界就將重點轉向802.16e WiMAX行動協定。這套標準包含正交分頻多工 (OFDM) 和OFDMA (又稱為Multi-user OFDM)，預計在2006年完成制定程序。它將在兩大領域為業界提供絕佳商機，分別是涵蓋固接、漫遊和可攜式應用的基本或都會區行動能力，以及支援新興寬頻行動通訊市場的完整行動能力。
為討論方便，本文將「固接」(fixed) 定義為無法從多個地點使用服務的解決方案，「行動」(Mobility) 則涵蓋多種服務層次，包括漫遊 (在不同地點使用一種服務)、可攜 (不包含自動交接在內的基本行動能力) 以及完整行動能力 (可於高速行駛的車輛上使用，並能在基地台之間自動交接)。
WiMAX基本行動能力是802.16-2004 (OFDM256) 的自然演進結果。就產出與距離的關係而言，它所增加的子通道功能可提高室內效能，用戶覆蓋範圍也更有彈性。OFDM256基本行動能力是以簡單的標準Profiles和低成本終端裝置為支援對象，快速上市時間和回溯相容於固接應用也是重要優點。
相較而言，WiMAX完整行動能力則會面對更複雜的技術和更具挑戰性的市場需求，它最終雖有可能創造更龐大的市場商機，過程中卻會與3G直接競爭。WiMAX完整行動能力會利用可擴充的OFDMA (SOFDMA) 技術提供高速行動和基地台交接 (hand off) 等行動通訊設施所要求的更強大效能和作業能力，這使得消費者就算坐在疾駛的車內也能從一個基地台順利切換到另一個基地台。然而這些加強功能卻會讓實體層 (PHY) 和媒體存取控制層 (MAC) 變得更複雜、Profiles數目增多和無法相容於現有的OFDM256標準。
透過OFDM提供都會區行動能力
英特爾近年來對於WiMAX的大力支持以及這項技術可能對低成本寬頻連結造成的莫大衝擊讓人們在有機會實際體驗WiMAX網路之前，這項標準就成為電信產業的熱門焦點和大肆宣揚的對象；現在，WiMAX必須面對著實現其宣傳內容的巨大壓力。然而在寬頻行動市場的龐大潛力影響下，WiMAX近來開始轉向OFDMA行動標準，這使得WiMAX升級提供行動能力的過程或許不會如業界想像中順利。
許多廠商擔心若在現行階段將WiMAX的重點轉向可擴充式OFDMA，產品的成本和研發時程都可能受到嚴重影響。等到多家廠商開始大量供應具備行動能力的SOFDMA用戶設備時，採用1xEV-DO和WCDMA的先進3G資料網路可能早已透過它們基礎良好的產業架構在市場上全面推出。
利用現有的OFDM256功能來滿足從固接到基本行動能力的市場需求或許是消除這些顧慮的最好方法。它能讓桌上型連結產品和可攜式裝置等WiMAX應用掌握市場時機，同時突顯出它與基本或都會區行動市場目前所用3G技術和WiFi之間的價值區別。
利用OFDM256滿足固接升級到基本行動能力的市場需求有許多好處。其實OFDMA的諸多優點也能在OFDM256身上看到，例如OFDM和OFDMA都比其它單載波行動技術更適合非可視範圍 (NLOS) 工作環境。這兩種標準的每個子載波的符碼週期都遠超過延遲擴散 (delay spread) 最大值，這會讓等化處理更簡單和FEC錯誤更正最佳化，系統也更能忍受多重子載波經過多路徑傳輸後所產生的嚴重衰減現象。
OFDM256還能支援OFDMA的其它重要特色，而且它的實體層和媒體存取控制層都更簡單。OFDM的部份優點和限制為：
‧ 可擴充快速傅立葉轉換
OFDM雖不支援可擴充快速傅立葉轉換 (scalable FFT)，而是支援256點固定式快速傅立葉轉換 (fixed 256 FFT)，但由於多扇區細胞設計 (multi-sector cell design) 常見的1:3重複使用模式 (reuse pattern) 經常會用到2.5MHz系統頻寬，故此解析能力 (載波間距) 對於多數應用已經足夠。另一方面，OFDMA在系統設計和擴充性方面都更有彈性，還提供相同效能和固接設備子載波間距。
‧ OFDMA理論上可提供更強大的系統增益效能，但目前尚未在實際系統中獲得證實
OFDMA透過上行和下行鏈路的子通道化以提高系統增益效能。OFDM256可選擇將上行或下行鏈路分成多個子通道讓傳送功率集中於部份OFDM子載波以加強鏈路預算，進而使得訊號覆蓋範圍 (室內穿透力)、傳輸容量和功耗都獲得改善。OFDMA把這項功能稱為先進調變與編碼 (Advanced Modulation and Coding)，主要用來透過適應性子載波配置提供更高的分集增益 (diversity gain)。
就子載波置換方式而言，OFDM採用較簡單的置換順序。它和OFDMA一樣會將不同子通道分配給不同頻率，只不過每個配置的子通道都會佔用固定時間，因此若OFDM子通道碰到惡劣的通道條件 (至少在BS配置新的子通道前)，OFDMA就有較大的優勢。
總而言之，OFDMA最適合需要完整行動能力的應用，至於子通道佔用固定時間的簡單子載波置換方式則比較適合固接、可攜式或低速等行動環境。
‧ OFDMA有可能提供較佳的頻率重複使用能力
OFDMA採用較複雜的子載波置換方式，它能提供更好的頻率重複使用能力和更簡單的細胞規劃 (重複使用子載波讓相鄰扇區／細胞發生衝突的機率降至最小)。OFDM則是在排程器 (MAC) 中提供同樣的功能，只不過所用的方法比較沒有系統。
‧下行鏈路採用類似的空間分集 (space diversity) 技術
OFDMA的下行鏈路可選擇支援時空編碼 (Space-Time Code) 模式和AAS。
為何選擇OFDM？
雖然OFDMA的效能和擴充性在都會區行動應用中可能都勝過OFDM，但它就營運角度而言卻非理想解決方案。
單從市場策略來看，利用OFDM同時支援固接和簡單的行動應用會比等待OFDMA更能大幅加速WiMAX的上市腳步。它的市場價值早為業界熟悉，WiMAX支持者立即就能從固接升級到基本行動能力，進而掌握時機進入無線膝上型電腦、掌上型裝置和相關應用市場。
OFDM的用戶裝置成本很低、Profile和工程設計都很簡單、市場供應充足又具備升級能力和回溯相容性 (可從固接直接升級到簡單的行動能力)，它們使得OFDM成為最理想的都會區行動應用解決方案。這些優點對於廠商在新興起的WiMAX市場上迅速吸引客戶和讓成長中的低成本用戶裝置銷售量達到市場商品規模極為重要。OFDM最值得注意的部份優勢包括：
‧ 標準和Profile都很簡單
OFDM支援256點FFT，這不但讓Profile變得很簡單，解析度也足以應付大多數已配置的頻譜 – 假設系統使用常見的細胞頻率重複使用模式 (reuse pattern)。WiMAX認證目前已出現延誤，原因在於相關設備的供應出現問題，甚至僅支援少數Profile的產品也無法獲得供應。此時若照著可擴充式OFDMA要求的增加更多Profile，則只會讓認證過程更複雜耗時。
‧ 快速上市時間
802.16-2004 WiMAX協定早已公佈，OFDM的802.16e標準也將近完成，只要再花一點工夫就能涵蓋基本行動能力要求。快速上市時間對於新興市場極為重要，其成敗關鍵往往在於能否利用低成本產品掌握稍縱即逝的市場時機。面對當前的市場商機，WiMAX可以為無線膝上型和掌上型裝置提供最合適的產品；相形之下，3G就無法在此市場提供符合成本效益的產出和可靠性，WiFi則覆蓋範圍有限、安全功能不足和缺少電信等級媒體存取控制器 (MAC)。
‧ 低成本、已經考驗的技術
802.16e所定義的OFDM遠比可擴充式OFDMA來得簡單，它能確保低成本終端裝置和基礎設施的擴充性和應用彈性都符合新出現的WiMAX市場需求。這類低成本終端裝置可以開啟更廣闊的應用領域，使得市場更具吸引力和更快達到大眾市場產量規模。
OFDM標準奠基於數種已成功導入許多有線和無線應用的成熟解決方案，因此它很有可能達到所設定的效能目標。但另一方面，可擴充式OFDMA則試圖導入業界提出的許多不同技術，其中有些技術已相當成熟，有些則仍待考驗。由於業界只能根據廠商提供的效能資料來評斷其所建議的功能，最後究竟會採用那些技術又尚未定案，因此很難確定這些功能是否真可提高效能。
‧ 升級能力和回溯相容性
隨著WiMAX市場的應用、業者類型 (包括ISP、WISP、新建設施和基礎設施，新進廠商和現有業者) 和業務型態不斷演進，升級能力已成為保護客戶投資的必要條件。WiMAX若無法升級到行動能力以及提供未來升級和回溯相容的保障，許多業界廠商就會繼續採取觀望的態度，其中又以第一層廠商 (Tier 1 companies) 最可能如此。雖然第一層廠商對於新市場的接受程度本來就較緩慢，他們的支持卻絕對是產品達到經濟規模的關鍵。
如圖2所示，許多應用範圍重疊的技術都能支援WiMAX基本行動能力。最合適的技術則必須由多項因素決定，包括應用、電信業者 (固接業者僅對基本行動能力有興趣)、網路規模 (例如偏遠地區的低密度網路或垂直應用所需的小型專屬網路) 以及應用的最佳成本效益。
在現行發展階段就把WiMAX重點轉向完整行動能力可能不是最明智的做法，甚至有可能遇到來自3G的直接競爭。許多業者相信固接升級到基本行動能力是WiMAX的最大優勢所在，因為現有技術無法在這方面提供客戶所要求的產出、合理的高資料速率使用成本以及安全性和可靠性。
等到固接升級到基本行動能力的市場第一步順利完成，WiMAX又有客戶信心做為堅強後盾時，OFDMA就會成為提供WiMAX完整行動能力的最大幫手。它將以OFDM256的成果以及完整的標準和認證支持為基礎，利用原本觀望的業界領導者早已實現的重大技術進展和網路建置成果來面對完整行動能力的挑戰。
結語
相較於OFDMA，OFDM早已走過定義階段並邁向全面實作。許多晶片製造商、ODM廠商和設備製造商正利用OFDM256 WiMAX技術發展解決方案，這項技術早已通過實際應用的嚴格考驗，因此是現在和未來部署的最安全選擇。到了2005年底，許多製造商都會享受到miniPCI和其它量產規格等低成本用戶產品封裝提供的好處，這將為寬頻服務供應商帶來更符合成本效益的解決方案。OFDM 802.16e突顯出電信業者需要一條安穩的路徑升級到行動能力，它必須提供未來有保障的解決方案、保護他們的投資和提供穩健的業務基礎。對於正在建置固接無線存取解決方案或是想於未來提供漫遊或行動服務的電信公司來說，OFDM256將是他們的唯一選擇。
