4G小常識 2014-04-01

台灣LTE 4G的速度有多快?

台灣4G LTE將在今年第三季正式營運商轉，上網速度有多快呢? 日前中華、台灣大哥大、遠傳電信配合 HTC One（M8）新機體驗會展示 4G LTE 網速與旗下音樂級影城等相關服務, 根據現場的上網速度實測, 下載最快高達96.13Mbps!

三星日前在台北信義新光三越香堤大道舉辦「啟動我的心生活」SAMSUNG GALAXY S5 體驗活動, 根據阿祥的網路筆記本在中華電信提供的4G LTE的體驗區體驗的資料, 4G下載速度高達106.24Mbps, 大約是目前HSPA+「理論值」的2-3倍快. 若加上, 三星S5獨家的「下載加速器」功能，在下載檔案超過30MB時自動啟動”Wi-Fi與4G連網同時連網”, 下載速度更是高達142Mbps的速度, 讓人驚艷!

不過, 這都只是體驗活動所展現的非正式商轉的速度, 受限於台灣業者4G頻段頻寬不足與光纖固網基礎建設落後的限制, 大家不要妄想正式開台後會有這樣的速度. 下半年台灣4G正式開台後, 實際上網速度是多少呢? 以下提出版主的臆測與建議:

根據國際電信聯盟（International Telecommunication Union，ITU）的定義，固定通訊時必須在1Gbps以上，高速移動時的通訊必須在100Mbps以上，才能稱為4G（第四代）網路, 不但根據從事無線網絡分佈調研機構 OpenSignal 公佈的全球 2014 年 4G 網絡研究報告顯示，如果用平均下載速度來看，目前世界已商轉LTE的國家, 澳洲是全球 4G速度最快的國家，平均下載速度只有 24.5 Mbps, 只有理想值的1/4. 與台灣鄰近的香港、韓國、日本也只有21Mbps、18.6Mbps、11.8 Mbps.

台灣4G較晚開台, 可以採用最新的LTE科技與設備, 有辦法超越香港與韓國? 答案恐怕是否定的, 主因就是台灣LTE 4G速度先天上有兩大罩門-4G頻段頻寬不足與光纖固網基礎建設落後.

目前台灣3G的下載速度約3.47Mbps ~ 5.44 Mbps, 但其實遠傳、台灣大哥大、中華電信均已推出最快可以支援42Mbps的3G基地台建設 .另一方面, 理想下載速度最高可達70Mbps且用戶非常稀少的Wimax業者, 實際商轉提供的下載速度也是遠低於理想值. 全球一動目前商轉的速度被限制最高只有4Mbps/2Mbps、威達最高到12Mbps/3Mbps, 一般為8 Mbps～4Mbps /2Mbps. 若是漫遊, 全球一動漫遊到威達或威達漫遊到全球一動的速度都會被限制在2Mbps/512Kbps. 為何各電信業者會有志一同自我閹割上網速度呢? 基於避免有限的無線頻寬容量被少數用戶占用以及民營業者必須支付貴森森的電路費給掌握台灣最後一哩路的中華電信, 所以電信業者通常會採取單一用戶限速的做法, 讓基地台可以容納更多的用戶與降低投資擴充光纖網路的費用.

是故, 為了與3G有所區隔加上初期4G用戶不多, 推測電信業者可能會將下載速度控制國際水準20 Mbps左右, 在特定都會重點熱區上若有電信業者自架的光纖線路, 或許也會讓大家狂飆一下到20~80Mbps. 整體而言,實際平均下載速度應該只有10~20Mbps, 甚至某業者因無線頻寬不足, 甚至可能出現只有4~10Mbps/2Mbps的狀況.

影響行動上網速度的因素很多, 主要因素與業者系統與基地台使用的規格、訊號涵蓋(基地台數量與距離)、資源共享(同一基地台同時上網人數)、用戶使用環境(上網地點地形地貌)、終端商品規格(行動裝置的處理器規格與所能支援網路規格及使用的移動狀態)、網路資源(基地台與交換機或核心網路之間的傳輸線路頻寬、交換機與核心網路本身的系統容量)有關.

由於這次得標的4G業者除中華電信初期以1800Mhz高頻開台外, 都將使用低頻的700Mhz~900Mhz開台,基地台數量可以遠低於目前3G基地台且無線低頻特定電波繞射能力較佳有助於改善室內收訊問題(下圖使國外使用低頻與高頻室內與室外收訊涵蓋狀況), 所以在訊號的涵蓋與受限於用戶使用環境的干擾會降到最低. 受限於台灣業者4G頻段頻寬不足與數據光纖固網建設落後的問題, 才是真正影響台灣4G上網飆速受限的原因. 以下針對會影響台灣4G上網速度快慢的主要因素, 做進一步探討:

1. 基地台規格與無線寬頻:

根據UE的對LTE Category速率定義, 以LTE而言，最高即定義至Cat. 5，更高的速率定義則是納編在LTE-Advanced（簡稱LTE-A）中，包含Cat. 6、7、8等. 嚴格來說, LTE Cat. 4（含Cat. 4）之後下載最高速度可以超過100Mbp, 嚴格來說才是真正的4G. 目前已開放4G的國家, 主流在Cat.3與Cat.4. 因高通將推出可支援Cat.6的處理器, LTE-Advanced將是下一波4G的主流. 就目前訊息, 台灣4G業者應該都會採用支援LTE Cat. 4的基地台, 國碁因明年才會開台, 有可能直接採用LTE-Advanced規格的基地台.

雖然台灣這次開放的4G總頻寬有135Mhz, 但是受限很多頻段目前仍為2G用戶與亞太使用, 在各業者移頻溝通受阻下, 到106年6月底前, 可使用的無線頻寬只有65mhz. 根據行動寬頻業務管理規則第二條即定義高速基地台為上下行15 MHz頻寬條件下，下行速率應達100 Mbps, 所以若要發揮LTE Cat.4超過100 Mbps速度, 無線頻寬至少要15Mhz. 就現狀來看, 開台初期只有中華電信與台灣大哥大具備這項條件. 使用10Mhz業者, 最理想的下載速度可能只有75Mbps, 實測速度上限大概只有40~60Mbps; 至於只有5mHz的台灣之星(威寶)上網速度將會有更多限制. 台灣電信業者若要提供更快速的飆網, 必須取得更多可用的無線頻寬. 要解開可用無線頻寬不足的問題, 目前最大希望所在將是預計今年底或明年發放2.6GHz頻譜招標,不過這個頻段要商轉最快也要等到明年年底.

由於電信三雄3G行動上網用戶過多塞車嚴重, 基於無線頻寬容量有限下, 雖然有業者宣稱4G的下載速度將高達20~80Mbps, 版主認為這只是初期會基於行銷理由開放特定熱點飆速的結果, 正式商轉後應該會將單一用戶平均下載速率限速在20Mbps, 而且隨用戶越來越多而每況日下.

2. 網路資源:

限制台灣行動上網速率的因素除了基地台最大無線頻寬問題外, 基地台與交換機或核心網路之間的傳輸線路頻寬、交換機與核心網路本身的系統容量一直以來才是台灣上網飆速的最大罩門。 簡單來說, 4G基地台只是前端的接取點，要配合完善的後段網路基礎建設，才能發揮寬頻網路的效益。這好比有個大水龍頭(4G基地台)，但沒有大水管(固網建設)也沒有用.

台灣雖有數家民營固網業者,但對於最後一哩的後段網路基礎建設,一直只有中華電信默默投入, 導致於台灣寬頻固網不管使用那家業者,其中的電路費都須付給中華電信.下圖是中華電信新世代用戶光纖網路(FTTB)月租費, 就可知道後端寬頻固網收費有多昂貴. 有鑑於此, 目前4G業者積極自建光纖主幹網路, 其中又以遠傳最為積極, 台灣之星(威寶)也宣布計畫投入30億元打造光纖網路, 國基也有大型投資計劃. 不過, 各基地台與機房之間的管線都埋在馬路下方，雖然4G業者可以在全島佈建骨幹光纖, 但因各縣市政府不輕易同意電信業者隨便開挖馬路很難在巷弄間去挖馬路、埋管線，因此很多地方的基地台還是得仰賴擁有最後一哩的中華電信。中華電信預計今年開放的300M/100M與現在100M/100M在供裝地區上有所限制, 所以預計在遠離電信業者主幹光纖的地區, 上網速率將會受到很大的限制.

3. 終端設備:

由於支援700mHz的終端行動裝置研發進程比預計順利, 預計今年九月起就會有大量且價廉的產品推出, 大大紓解台灣4G開台可以適用機型太少的問題. 不過, 目前可以支援LTE的終端行動裝置所使用的技術規格仍有支援LTE Cat.3與LTE Cat.4 的差異. 目前已知可以支援LTE Cat.4的處理器主要是高通S800系列、三星Exynos 5 Hexa Core 六核及尚未正式推出的聯發科MT6595, 去年上市機型採用高通Snapdragon 400、MSM8930AB、S4 PLUS (MSM8960)、S4 PRO MSM8960T處理器與APPLE iPhone5S/5C則只能支援LTE Cat.3. 不過, 預計台灣電信業者會限速, 所以終端產品可以支援的規格影響不是很大.

4.使用的應用服務：

消費者使用行動上網進行各種應用服務，連接到不同的檔案伺服器或網站進行數據的上傳與下載。因為檔案伺服器或網站本身的容量或限制及連接到 4G 業者機房的線路頻寬不同，這也是影響行動上網速度很重要的一環. 以最近中職線上轉播流量暴衝導致網站停擺事件來看,有些上網速度慢的問題,不見得是單純是行動上網塞車的問題. 開台後, 4G行動上網不順, 與用戶使用行動上網進行的各種應用服務的檔案伺服器或網站容量不足可能會有很大關係.

However, 雖然台灣4G開台後, 受限於無線與有線頻寬有限下, 上網速度可能不如大家所期待, 不過4G上網速度再慢也會比目前3G上網速度快, 尤其可望大幅改善3G室內收訊不佳的老問題, 所以還是值得期待. 目前最令人擔憂的問題, 其實是4G資費的設計.

根據目前訊息, 由於強敵壓境(魏家與郭家), 電信三雄已有縮減3G補貼動作, 做好4G資費廝殺的準備. 不過, 敵不動我不動, 所以電信三雄的底牌預計不會輕易攤出. 由於現階段4G資費方案規畫都是各家業者的最高商業機密, 對於未來會端出什麼樣多元費率大都三緘其口。不過，推用得多就付得多的「分級收費制」及「超量限速」變形的上網吃到飽資費應該已經是共識。 NCC主委石世豪曾表示，在相同的條件之下，4G資費不會比3G高. 由於台灣年底就是選舉年, NCC對於設定資費天花板限制應該會有所堅持。針對所謂的變形上網吃到飽資費，一旦超過流量後，就降速至參考國外業者讓使用者仍可收發MAIL、網路通訊傳送文字等基本操作或是可以回到3G上網速度(3-5Mbps)值得持續觀察與關注。

4G上網速度快, 真正用途為何呢? 雖然電信業者都標榜有利於下載影片、遊戲或音樂可以節省大量時間, 但實務上有多少人利用行動上網下載大容量檔案呢?

其實, 台灣4G開台, 對用戶最大的好處, 主要可以解決目前3G上網室內涵蓋不佳的問題, 這對威寶(台灣之星)將有很大助益.對於多數用戶而言, 4G開台, 上網速度提升, 將可改變用戶在瀏覽網頁時的跳出率（bounce）、使用率（conversion）和棄用率（abandonment）, 增加使用體驗的滿意度, 這對台灣網路服務與電子商務的發展將有很大助益. 不過, 台灣要追上韓國與香港, 政府單位與業者, 必須儘速開放更多無線頻寬並徹底落實網路基礎建設的決心. 否則不管4G或5G技術再怎麼進化, 互聯網及物聯網商機如何無限, 台灣還是看的到吃不到 .