應該有多少手機網絡商?—「引入競爭 vs 最高容量」

前文:3G頻譜到期!四大台會否必有一死?

「3G頻譜續期」的話題不出三日就煙銷雲散,就讓筆者來炒冷飯吧… 😛

對於目前「四大台」這個數量是否足夠,無論是營運商還是坊間都有很多見解。有意見認為營運商多才有更多競爭,才能迫使服務供應商提供更佳服務、更廉宜的收費;亦有意見認為現時網絡已經非常擠塞,分薄頻譜只會令問題進一步惡化。筆者並無參與過頻譜供應與分配的工作,無法向大家解答「多少個供應商才是最佳數量」,但是對於「引入競爭」與「網絡容量」這兩個雙方堅持的理據,就可以向讀者進一步展析。究竟兩者之間是甚麼關係呢?

電話網絡容量的非線性上升

首先,大家需要明白電話網絡的容量並非單純計算有多少頻寬或有多少線路。基於通論理論,如果要滿足所有用家能夠100%在任何時候都能打出電話,以現實社會的用家數量而言,所需的網絡轉接器及線路是接近無限的天文數字。而網絡工程所關注的,是如何現實地使用合理數最的網絡資源,提供達到某個特定服務水平 (Quality of Service, QoS) 的網絡服務。以手機通訊為例,一般以電話成功接通率 99.9% 為目標水平。由於不同用家、不同時間使用電話服務的時間長短都有分別,而用家使的時間長短對其他用家能否接入又有影響,所以網絡容量的運算亦需要引入統計模型,以計算在一般用家的使用行為模式下,某系統能支持多少通訊容量 (通常使用 Erlang B 運算)。較簡單的,以固網為例:

線路數量 接通失敗機率 能支持的網絡容量
1 0.1% 0.001
10 0.1% 3.092
20 0.1% 9.412
40 0.1% 24.44

(source: Docstoc – Erlang B table)
這個現象,是因為不同用戶的使用時間長短不同,而當線絡數量增多,在任意一刻用戶能夠接入的機會率會非線性上升。也就是說,一個擁有40條線路的系統,其容量會超過兩個擁有20條線路的系統。而對於無線網絡,「系統資源」由固網的線路與路由,變為更多變的無線環境、用戶距離分佈、無線基站分佈、無線電處理元件能力,所以系統能力與容量更難飄離簡單的線性運算。
繼續閱讀

3G頻譜到期!四大台會否必有一死?

3G-mobile

香港的 2100MHz 無線頻段使用權將會在 2016 年到期,現在擁有這個頻段的四大台(筆者習慣簡稱數記、C記、P仔、和仔)與沒有「3G頻」的人仔、聯通,最近一兩年與政府(通訊事務管理局 OFCA,以前稱為電訊管理局 OFTA)一直有商討將來頻段的安排。眼見四大台的 3G 投資在 iPhone 3 面世以後起死回生,這幾年內賺個盤滿缽滿,人仔當然也希望可以分一杯羹。日前,香港報章和網絡媒體廣泛 OFCA 的建議和人仔與四大台的明爭暗鬥,「3G頻譜到期」突然成為香港熱話。

明報 – 3G頻譜2016到期 中移促重新拍賣
unwire.hk – 【號外專訪】3G 霸權 ? 明益「大陸自己友」中移 ? 政府重組 3G 頻譜
HK-Android.info – 中移動要3G頻譜 , 政府:你們四大網商交出1/3頻譜給中移動

很多人擔心如果四大台有一家將來投不到 3G 頻段,就不能繼續提供 3G 服務,導致很多市民受到影響。其實,雖然當初 3G 網絡是用2100MHz 頻段,但是近年由於用戶激增,全球很多營運商都做「refarming」,壓縮原來的 2G 網絡,留空頻段重用做 3G 網絡。之所以可以這樣做,是因為 2G / 3G / 4G 技術本身是可以在任何頻段上面使用的,只是世界無線電通信大會定期會作出協調,統一各個無線服務使用的頻段,這樣同一台手機才可以在不同的地方通用。在最近的三四年,世界各地都有共識重用 2G 頻段建設 3G 網絡,大部分新的手機都支持用某些 2G 頻段用作 3G / 4G,當中尤以 iPhone 5 指定必須要使用 1800MHz 的 LTE 為人所知(1800MHz 原為 2G 頻段)。

那麼香港的營運商現在有哪一些頻段可以用呢?如果他們最終沒有投得未來的 2100MHz 頻段,能夠用自己的 2G 頻段改造成為 3G 嗎?
繼續閱讀

電訊商與保險公司合作推銷保險又是否侵犯個人私隱呢?

相關新聞報道:Sina News – 明報 – 八達通賣客戶資料袋4400萬

八達通公司將客戶資料出售予其他公司圖利,引起社會極大迴響。報章報道指八達通公司伙拍保險公司,向八達通日日賞客戶推銷保險,八達通公司與保險公司的合約被懷疑可能涉及保險佣金。

其實同類行為不單止在電子貨幣及優惠會藉上發生,筆者使用 one2free 手機網絡,亦曾數次收到 one2free 與保險公司合作推銷的電話。最初筆者曾參加過一個免費保險計劃,並且收到信件證書確認保單生效 (見下圖),近期才警覺有問題而不再理會有關來電。無獨有偶,這保險公司正是捲入八達通事件的信諾環球保險。

筆者不清楚信諾有沒有繼而向 one2free 用戶推銷一些收費的保險計劃,亦不清楚其他電訊商有沒有類似計劃,或許 one2free 並不是唯一一間與保險公司合作的電訊商。不過,如果八達通公司與保險公司合作推銷是侵犯個人私隱的話,私人專員公署是否亦應該向電訊商展開同類調查呢?

View Picasa Album for full size image: one2free x 信諾環球保險

P.S. 此文同時寄予私隱專員公署。

iPhone 4 與 UMTS900 - CSL 網絡配 iPhone 4 可能佔優?


(圖片來源:Engadget)

資源來源:
winandmac – [獨家圖片更新]只有 2000名幸運兒:數碼通7月29日零晨搞 iPhone 4 派對
winandmac – CSL在7月29日晚上 也有iPhone 4派對… 但只是為傳媒而設
winandmac – 3香港終於有iPhone 4開售消息:超多明星出席

iPhone 4 推出如弦在箭,數碼通、3HK 及 CSL 紛紛籌備 party 做勢,3HK 更搞城中名人派對,意圖帶起明星效應 (個人認為在宣傳上 3HK 先勝一仗)。電訊工程上,我想各台的工程師都在積極籌備,微調網絡設定,以至加強網絡微硬件,以應付新一輪智能電話熱潮。

心水清的讀者,可能會發現在三家發售 iPhone 4 的網絡商之中,唯獨是 CSL 強調 iPhone 4 與其網絡均支援 UMTS900,而且 CSL 是現時香港唯一支援 UMTS900 的網絡商。這究竟是甚麼呢?這其實是 iPhone 4 一個容易受消費者忽視的功能,但筆者認為技術上是具有重要意義,而且更切實地影響用家的接收效能 ,影響用家的通話質素與上網速度。

傳統的 3G WCDMA 又稱為 UMTS2100,因為它是使用 2100Mhz 電磁波頻率。至於 2G 的 GSM 及 PCS,則分別使用 900Mhz 及 1600Mhz 電磁波頻率。由於近年手提電話普及率快速上升,而且大多數為 3G 手機,所以各地都有手機網絡營運商反映 2100Mhz 頻率擠踴而 900Mhz 及 1600Mhz 使用率低。其實網絡技術並無頻率的限制,統一頻率分配主要是希望統一各地的習慣以方便漫遊,技術上 WCDMA 亦可以在 900Mhz 及 1600Mhz 頻率上使用。近年,大部份網絡設備生產商及手機生產商都已宣佈未來將會支援,促成 UMTS900 及 UMTS1600 的誕生。而蘋果的 iPhone 4 加入支援 UMTS900,再加上 UMTS900 有先天優勢,更勢將加速 UMTS900 的普及化。
(上述僅為香港及歐洲主流頻率分配,其他地區略有不同)

UMTS900 有甚麼先天優勢?讀過中學理科的朋友,應該記得電磁波如果頻率越低,那麼覆蓋也會越廣。大家日常如果在地庫餐廳或較密封的環境裏,手機不時會轉到 2G 運作,正正是因為 UMTS2100 未能覆蓋這些地方,但是 GSM900 或 PCS1600 有較好覆蓋,所以手機就就轉用了 2G。但如果能夠啟用 UMTS900,那麼在這些原本 3G (UMTS2100) 覆蓋不到地方,用戶都可以經由 UMTS900 使用 3G 服務了。即是說,UMTS900 可以提升原有的 3G 覆蓋,但前提是手機要支援 UMTS900 運作的 3G 網絡。
(記性好的你或許買記得頻率高會有較高穿透性,但穿透性的提升在實際使用上效能不大,反而低頻率有較好的繞射效應,加上衰減比較慢,所以覆蓋較好)

或許有讀者會疑惑:CSL 將 900MHz 頻段由 GSM 轉為 WCDMA,那麼原有的 2G 怎辦?其實香港由於只有三間公司擁有 GSM 頻段使用權,所以每一間公司所分得的 GSM 頻段都頗寬。一般 WCDMA 需要使用 5MHz 頻寬,而由於 CSL 擁有超過 5MHz 的 GSM 頻段,所以其實啟用 UMTS900 後仍留有部份 GSM 頻段供 2G 客戶使用。同時,由於 GSM900 與 PCS1800 同屬 2G 制式,現時基本上所有手機都同時支援 GSM 與 PCS,CSL 亦可以將 GSM 客戶轉移到 PCS 頻段,以盡量減少啟用 UMTS900 對 2G 用戶的影響。

到底這是否代表 CSL 的 iPhone 4 覆蓋必定比其他台好呢?其實這仍然要取決於天線站的多少。UMTS900 能告訴我們的是假設各個網絡商都有相同的 3G 覆蓋的話,有 UMTS900 的網絡是會比 UMTS2100 優勝的。現時由於無法得知 CSL 在全港有多少地方完成 UMTS900 覆蓋,所以很難定斷 CSL 是否必然比其他網絡好。但由整體上看,既然 CSL 率先開始建立 UMTS900 網絡的工作,筆者估計其覆蓋亦應比其他網絡先行一步吧。

註一:這類頻譜重整的工作,技術上會稱之為 Frequency Refarm。除了 CSL 外,數碼通亦曾公佈將會於 1600MHz 段建立 4G (LTE) 網絡。

註二:原來筆者的 Nexus One 亦支援 UMTS900 呢,或許可以考慮一下 CSL 的數據服務計劃。但是真的比其他公司貴太多了…

本 blog 相關文章:
3.5G (WCDMA HSDPA) 流動寬頻下載速度解構
3.5G (WCDMA HSUPA) 流動寬頻上載速度解構

延伸資料:
Wikipedia – Universal Mobile Telecommunications System (UMTS)
CSL – CSL 及中興通訊攜手揭開屢獲殊榮的Next G 網絡新一頁 展示嶄新 UMTS 及LTE 技術發展
CSL – CSL與中興通訊在香港部署全球首個雙頻LTE商用網絡
數碼通 – SmarTone-Vodafone 成功投得額外1800 MHz 頻譜 將以更簡易及更具成本效益方式在1800 MHz 發展4G LTE
香港 [流動寬頻] 網誌 0 CSL 新3G頻道 UMTS-900MHz 你是否受惠?

網上免費 4G LTE 傳輸技術 45mins 課程

電子技術網站 TechOnline 現在推出了免費的 4G LTE 傳輸技術 45mins 課程「Fundamentals of LTE Physical Layer and Test Requirements」,介紹 LTE 所使用的傳輸技術,對現職電訊工程師或對相關技術有認識的學生而言應有所得著,對 LTE 略有所知者也可作為溫習之用。

TechOnline – Fundamentals of LTE Physical Layer and Test Requirements

由電訊工程角度看公平使用條款

相關新聞及公佈:
明報 – 「公平使用」條款 電管局研規管
明報 – 「無限上網」突嚴限用量
電訊管理局 – 最新有關消費者使用流動數據服務須注意事項

**更新@2010-03-15:消費者委員會剛出版的第四百零一期《選擇》有詳列各流動寬頻供應商的公平使用條款及服務計劃,值得參考。
**更新@2010-05-31:早前 CSL 已被電訊管理局罰款十三萬,詳見報章報道《(明報) CSL無限上網誤導罰13萬 突收緊下載限制 上網速度減99%

前言

早前有市民投訴 CSL 的公平使用條款令其下載速度極慢,事件被廣泛報道及引起頗大迴響,電訊管理局 (OFTA) 亦表示會研究公平使用條款的問題。公平使用條款其實不是新鮮的事物,一直都存在於使用條款之中。或許是因為 CSL 限速 16kbps 過了火 (比電話線 56kbps 更慢),讓消費者嘩然,才促使 OFTA 宣佈研究是否要立法規管公平使用措施。

明報新聞報道指四間流動寬頻公司之中,除數碼通外其餘三間都設有公平使用條款。但筆者查看四間公司的條款後 (二零一零年二月二十四日),發覺其實四間公司都含有關於公平使用的條文 :

公司 條款節錄
CSL
(one2free/1010)
如我們在合理情況下認為閣下的流動通訊服務之使用為過度或不合理,我們可限制閣下所選用的有關流動通訊服務(例如限制數據的容量或傳輸量),而毋需另行通知。如我們對閣下的流動通訊服務作出限制,閣下仍需要支付服務使用之任何費用。
PCCW 電訊盈科認為該用戶使用個人電訊服務的方式會不公平地剥削其他用戶使用的機會,或影響電訊盈科的利益,電訊盈科可在有或沒有通知客戶的情況下,採取以下任何或所有的補償措施: … ii) 限制違規用戶使用某種服務不得超越合理用量(由電訊盈科全權指定);
3 如違反本政策而作出所禁止之用途或行動,則3香港可能暫時取消或終止客戶已申請之有關服務,或立即採取必須或合理的行動(包括但不限於限制數據傳輸流量及用量) ,而毋須另行通知。 … 被禁止之用途及行動 (c) 下載、傳送或上載檔案過大、數量過多的數據,或過度頻密地下載、傳送或上載數據, 或以任何方式影響或可能影響3香港的網絡或服務表現, 或不合理地妨礙或可能妨礙其他客戶使用服務;
數碼通 7.1 (d) (vii) (客戶不得) 使用服務下載、發送或上載檔案過大、數量過多的數據,或過度頻密地下載、傳送或上載數據,或按任何對本公司提供、完成網絡或其他服務或維持網絡或其他服務的水準或質素之能力造成不利影響(按本公司全權酌情決定)的方式使用服務 … 7.1 (i) 本公司有絕對酌情權,可在第7 條訂明的任何一種或多種情況發生時,立即限制客戶的數據流量或客戶的數據傳輸量,或暫停/終止服務,而無須事先通知。

註一:上文於二零一零年二月二十四日查閱,筆者留有檔案備份,原網址見文末
註二:明報報道提及 CSL 有訂明公平使用措施流量準則,然而筆者撰文時 CSL 已修改條款

由無線電訊工程角度看公平使用條款

世界各地的電訊公司,不論是純電話服務、固網寬頻、流動電話還是流動寬頻,都設有公平使用條款,這是否都是對使用者不公平的做法呢?設置這些條款除了能讓電訊節省成本外,對使用者究竟有沒有好處呢?本文筆者嘗識由電訊工程角度寫一點解析及意見,分析一下公平使用究竟是神是鬼。

通訊網絡工程的局限

首先,讀者必需要明白電訊網絡的容量是有限的。以傳統話音通訊為例,世上沒有任何一個網絡能承受所有使用者一同撥號通話。電訊網絡工程的最基本假設,就是使用者的使用時間是隨機分佈的,不會所有人一同使用。電訊網絡工程所鑽研的,是如何使用有限的網絡資源與成本,建構一個能提供合理服務質素的網絡。具體地形容,即是讓網絡擠塞的機會率減低至一定比例。但當網絡擠塞率越接近零,所需要增加的網絡資源是會以倍數、甚至幾何級數上升,所以在現實情況下通訊網絡不可能達至能應付所有人同時使用的需要,而是始終會有一定機會率出現擠塞。(註三)

寬頻上網服務與傳統話音服務在技術上當然有很大分別,但整體概念上仍是使用合理用本建立核心網絡,使用有限資源向一定數量的使用者提供符合有合理質素的服務。寬頻也如話音服務一般,若果所有使用者同時蜂湧上網,網絡資源就會擠塞癱瘓。在流動寬頻網絡裏,正如筆者在另文《3.5G (WCDMA HSDPA) 流動寬頻下載速度解構》所述,每一組天線都有頻寬限制,同時使用者可以隨意在不同天線組之間移動,所以更需要能隨機應變的公平使用機制所以,網絡工程師就要想辦法盡量避免此情況出現,盡量變最大部份的使用者能夠在絕大部份情況下能享受到一定的服務水平。此外,筆者亦認為在網絡開始擠塞的時間,電訊公司應讓選用較高級服務計劃的使用者享用較多的頻寬,以及使用某些特殊網絡服務的使用者應獲得優先,詳細將在下文再述。而這些為免網絡癱瘓而平衡使用者權益的系統,就是公平使用系統。
繼續閱讀

3.5G (WCDMA HSUPA) 流動寬頻上載速度解構

前文:《3.5G (WCDMA HSDPA) 流動寬頻下載速度解構

前文談及過3.5G (WCDMA HSDPA) 流動寬頻下載速度的種種影響因素,先談下載一來是因為一般用家比較關注下載速度,另外其實無線通訊技術裏下載比上載要容易理解。其實除了無線電層面外,其他影響上載的因素與下載均相同,所以本文就不再詳述了,大家可以參對前文。

序 – 3.5G (WCDMA HSUPA) 簡介

HSDPA 與 HSUPA 的名稱一看就明白,一個是 Downlink (下傳) 一個是 Uplink (上傳),但其實制定所有 WCDMA 制式的官方組織 3GPP 是稱 HSUPA 之為 EUL (Enhanced Uplink),HSUPA 只是 Nokia 的叫法。不過由於易記易明,所以不少場合都使用 HSUPA。正如 HSDPA 一樣,HSUPA 是建基於 WCDMA 技術的附加資料傳輸制式,透過更頻密的資訊交換、運用更先進的無線訊號及更有效率的錯誤修正制式,以達至更快的上載速度。以往傳統 WCDMA (Release 99,因在 1999 年發佈,簡稱為 R99) 的上下載極速均為 384kbps,及後 HSUPA 將上載速度提升至 700kbps 以上,現時一般 HSUPA 手機或 USB modem 均支援 2Mbps 上載速度,部份更已支援 5.76Mbps。

以前文分類而言,上載速度於設備功能限制及營運上的限制與下載相同,唯獨是在無線電波流動網絡技術上有所出入。本文將嘗試用較簡潔易明的方法介紹一下 3.5G 網絡的上載技術及速度上的限制。

第一類:流動網絡技術限制

1. 網絡頻寬的定義

與下載相同,上載所謂 2Mbps 或 5.76Mbps 亦只是指無網網絡總頻寬,而非電腦所能享用的頻寬。雖然由於上載的無線訊號與下載並不完全相同,但由於同樣基於 WCDMA 架構,當中所涉及的控制訊號與實際傳送資訊的比例與下載相距不遠,所以仍可以套用下載實際速度為總頻寬 60~90% 的預算。換言之,以上載 2Mbps 總頻寬的流動寬頻為例,電腦可享用的頻寬大約介乎於 1.2~1.8Mbps 之間。

2. 上傳無線網絡使用度

上載與下載最大分別之處,是上載使用者之間不一定存在競爭,不一定要對分頻寬。前文說過,如果兩個人同時間下載,就每人最多只能享用一半的頻寬。這是因為無線電天線所傳送出來的頻寬有其最高限制 (14.4Mbps),當兩個人同時要求同一組天線傳送資料,那麼天線就只可以用其有限的頻寬資源分配予兩人。剛才說在上載的環境則不一定要對分頻寬,是因為每個使用者都擁有 2Mbps 或 5.76Mbps (視乎手機性能) 的上載頻寬,每使用者都可以用盡頻寬來傳送資料給天線,而天線只是負責接收,所以在這個角度而言每位使用者都應可用盡其上載頻寬。那麼,究竟是甚麼因素限制了上載速度呢?

可以用以下情況來理解。WCDMA 裏手機與天線的通訊,就如一班來自世界各地的學生在班房內與一名老師在對話,而上載就等同於學生向老師發問。每個學生都懂得一種獨特的語言,而老師則聽得懂所有語言。這位老師十分厲害,他的腦袋可以分拆開不同的語言,因此他可以同時間聆聽所有學生發問。但是,這位厲害的老師也有一些限制,就是所有學生加起來的總聲量不可以太大,因為如果大嘈吵的話就會連他那個厲害的腦袋也不能分拆開不同的語言。他的腦袋裏其實有很多小組,每個小組處理不同的語言。對於每一個小組而言,除了它專門處理的那種語言外,其他所有語言都會當成為嘈音。只要嘈音不太大,每個小組都能夠分拆出它專門處理的語言,從而聽到該位學生的發問。

WCDMA 的上載也是同一原理。對於基站天線而言,它可以同時接收很多使用者的訊號,並分拆開不同的使用者。對於任何一個使用者的訊號而言,所有其他使用者的訊號都是雜訊。只要整體上傳訊號強度不太高,基站就能夠成功分拆出每一位使用的訊號,從而所有人都可以用最高頻寬上傳。至於究竟有多少使用者才會導致整體上傳訊號強度過高,則非常視乎實際使用情況。這是由於每一位使用者與基站天線的距離都不同,距離越遠的人會使用更大的訊號強度,導致在空氣中產生更大的雜訊。所以,實際應用上是無法估算究竟多少人才會導致所有人的頻寬下降,要視乎在該環境中每一位使用者距離天線有多遠,以及每一位使用者的 USB modem 或手機使用多大訊號強度。

相比下載,上載在無線電波上速度限制是極度視乎實際環境,所以很難像下載般簡單以分配頻寬方法去估算在多少人的情況下每人可佔用多少頻寬。如果大家都距離天線很近、訊號清析,則有較多人可以同時享用極速;相反如果大家距離天線很遠,或有部份人以很強的訊號上傳,都會嚴重影響其他人的上傳速度。

3. 訊號接收強度與清析度 (RSCP & EcNo)

在 WCDMA 技術中,不論是下載或上載相同,最重要是訊號清析度 (EcNo)。在下載時,如果訊號很強但多個基站產生干擾,則會導致清析度下降。同樣地,在上載時,如果訊號很強但是手機之間互相干擾、雜訊太多,則會導致基站天線所接收到的清析度下降。這一點,就如同上文所述,很受實際環境中使用者分佈及上傳訊號強度所影響,難以一概而論。

至於其他兩大類,上載與下載的情況相同,此文就不再重複了,大家可參考前文《3.5G (WCDMA HSDPA) 流動寬頻下載速度解構》。希望此文有助大家初步了解 3.5G HSUPA 技術,歡迎各位交流或討論! 🙂

3.5G (WCDMA HSDPA) 流動寬頻下載速度解構

後篇:《3.5G (WCDMA HSDPA) 流動寬頻上載速度解構

日前,數碼通 Smartone-Vodafone 公開指 CSL 的 21Mbps 流動寬頻速度不達標,並向多方面作出投訴 (見 eprice.com.hk 報導)。eprice.com.hk 上隨即有不同流動網網商的用家留言,指出他們都很少達到數碼通說「70% 的業界標準」,好像沒有那間營運商能達標似的。一般用家都會想到無線網絡受覆蓋準限制,速度或有偏差,而網絡商在合約上一般亦會列明實際速度受環境情況影響。事實上還有沒有其他因素影響速度呢?

筆者現為某營運商的網絡工程師,不便評論個別營運商的網網質素,但希望在技術上介紹一下有甚麼因素會影響流動寬頻 (WCDMA HSDPA) 的下載傳輸速度。以下介紹為求簡單易明,盡量避免談及專門技術細節或專有名詞,但如讀者覺得有所不足或錯漏,歡迎留言賜教。
(註:下文「手機」泛指所有流動寬頻裝置,包括手提電話與 USB HSDPA modem)

序 – 3.5G (WCDMA HSDPA) 簡介

現時香港的 3.5G 流動寬頻網絡使用的無線電技術,是以歐洲為主力開發的 WCDMA HSDPA。WCDMA 是 3G 網絡制式的一種,能最高提供 384kbps 上下載速度。而 HSDPA 則是建基於 WCDMA 技術的附加資料傳輸制式,透過改良通訊制式及共享無線電資源等方法,將 WCDMA 的下載傳輸速度大大提高至最高 14.4Mbps,固此亦被稱為 3.5G。至於上載,則有 HSUPA (或稱為 EUL) 附加技術,將上載最高速度提升至5.76Mbps。上下載在技術層面 (即下文的第一類) 有不同的限制因素,今次集中介紹下載,將來有機會再介紹上載的情況。流動網絡包含很多環節,能影響寬頻速度的因素極之多,以下我嘗試綜合歸納為三大類:

第一類:流動網絡技術限制

1. 網絡頻寬的定義

在解構影響頻寬的因素之前,我們必需先了解網絡頻寬的定義。HSDPA 提供的 14.4Mbps 極速,或現時香港網絡支援的 7.2Mbps 極速,指的是無網網絡總頻寬,但與電腦軟件所享用的頻寬有差別。這是由於無線網絡傳送的不單是互聯網資料 (如網頁或 MSN 訊息) ,還包括無線網絡的附加資訊,用以偵測資料傳輸錯誤及對手機作出資料接收的控制,讓手機通訊能克服不穩定的無線環境。至於這些附加資訊會佔用多少頻寬,則要視乎無線環境質素以及所需要傳送的互聯網資料的狀況,難以劃一界定。參考一些大學及外地網絡營運商的實驗數據 (列表見文末補注),電腦能夠享用的頻寬大約界乎於無線網絡頻寬的 60~90%。換言之,以 7.2Mbps 總頻寬的流動寬頻為例,電腦可享用的頻寬大約介乎於 4.3~6.5Mbps 之間。

2. 同時使用者人數 (concurrent users)

流動寬頻使用 WCDMA 無線電技術,而香港電訊管理局發牌給四間營運商都是三條 WCDMA 頻道,即是說同一間營運商的使用者就得分享這三條頻道。現時 WCDMA HSDPA 技術中的 14.4Mbps 下載極速,技術上都是說當只有一位使用者使用整條頻道 (沒有其他人使用流動寬頻或打電話) 時提供的速度。亦即是說,以香港的頻譜,在同一地方、同一時間、同一間營運商,最多有三人可以同時享有 14.4Mbps 極速。當使用者增多,大家都得分享這 14.4Mbps 速度。而至於速度是平等分享還是按條件分享 (例如按使用者等級或按使用者無線電質素),就視乎營運商的網絡設定了。

3. 使用者實際傳輸時間 (user activity factor)

上面的第一點說要分享頻寬,但實際上並非只要多人連線就需要分享頻寬,因為傳統上一般網絡使用者並非任何時間都需要傳送資料。以一個使用流動寬頻瀏覽網頁及 MSN 通訊的用家為例,他只會在下載新網頁及收發 MSN 訊息時才需要傳送檔案,其餘時間並不需要使用頻寬。流動寬頻能夠同時讓多位使用者享有寬頻連線,設計上很大程度是基於使用者雖然同時連上網絡,但是大家在不同時間使用頻寬。

user_activity_factor

以上圖為例,A 君在這十秒需要傳送檔案,隔一會 B 君需要使用兩秒,再過一會 C 君需要使用五秒,這種大家在不同時間需要頻寬的話,大家都可以取得極速,因為在上述三位使用者使用的時候,都只有一位人使用。明眼的你或許已察覺到,香港的流動寬頻使用者已經與上述「傳統使用者」有所不同,不少人都不是間歇性傳送檔案,而是長時間佔用頻寬 (如使用 BT),那麼使用者就必需分享 HSDPA 的 14.4Mbps 頻寬了。

4. 訊號接收強度與清析度 (RSCP & EcNo)

眾所周知,流動網絡訊號接收在不同地方有強弱之分,訊號較強則一般而言速度較強。WCDMA 技術裏,其實實際影響傳輸速度的,不是訊號強度 (RSCP),而是清析度 (EcNo)。如果某營運商在某使用者附近架設太多組天線,它們合計起來會提供很強的訊號,但由於這些訊號會互相干擾,最終使用者的訊號會不清析,導到速度下降。WCDMA HSDPA 需要的是使用者與某一組天線有清析的訊號,就可以有高速的傳送,多組天線重疊覆蓋反而會產生干擾,而這方面就視乎營運商在鋪設天線時能否準確控制每一組天線的覆蓋範圍,避免過份重疊。對於一般使用者而言,訊號清析度是比較難去測量的,無法由一般手機中得知。這是由於訊號清析度受環境影響大,數值較為浮動,手機生產商為免消費者看見不停變化的訊號清析度而覺得奇怪,以及避免消費者誤以為是手機接收能力不穩定,所以一般手機顯示的都是強度而非清析度。
繼續閱讀

香港應借鏡歐盟讓通訊條例與技術同進步

ZDnet – EU lawmakers vote to introduce net neutrality

歐盟通過新的通訊網絡條例投票,當中有不少為用家著想而設立的新條例,亦有影響通訊業將來運作的重要修訂,包括:
1. 使用互聯網就如言論自由一般是基本人權
2. 固網及手機一日完成轉台
3. 2G 頻譜可作 3G 用途
4. ISP 設最低服務質素限制
5. 用戶在簽約前有權知道服務供應商的流量限制技術及可用速度
6. Net Neutrality – ISP 不能選擇性封殺任何網站或網絡服務
註:第一點亦意味著用家使用通訊網絡均享有私隱、言論自由、資訊自由等基本人權。

我認為這對於使用者權益以至通訊業來說都是頗為重要的新里程,值得香港參考。香港固網覆蓋率列世界之首,高速流動網絡鋪設亦常為亞洲以至世界最先,但使用者的很多權益卻未有保障,服務供應商亦毋需公開對使用者有切身影響的資訊。希望香港可以向歐盟是次立法多多借鏡,要讓法例與通訊技術同步進步。

備註:
有甚麼技術資訊與使用者權益息息相關呢?舉例,如手機網絡供應商有沒有開啟資訊加密?用家使用流動寬頻時傳送的資料會否沒有加密,「赤裸裸通天飛任人睇」?
Net Neutrality 對用家有甚麼實際用途呢?就是網絡供應商不可以禁止用戶使用 Skype 或 BT (現在香港有流動寬頻服務有這類限制),不能禁止用戶連上特定網站。