中華電信研究院

李珠串

2015/03/26

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全球4G發展現況與趨勢

全球IPv6發展現況與趨勢

4G與IPv6激盪出的火花與契機

總結

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全球4G發展現況與趨勢

全球IPv6發展現況與趨勢

4G與IPv6激盪出的火花與契機

總結

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行動電話問世 行動電話普及 行動數據傳輸應用 行動寬頻上網

HSPA/HSPA+

/EVDO

LTE LTE-A/

IEEE 802.16m

IEEE

802.16e

IEEE

802.16m

1980 1990 2000 2005 2010 2015

3.9G 4G

AMPS

(Analog)

1G GSM

(Digital)

2G

Data Rate

WCDMA/

CDMA2000

3G 3.5G

2020

5G

?

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扁平化、IP化的網路架構

LTE終端 Always on 永遠在線

MME/GW MME/GW

eNB: E-UTRAN No de B (base station)

GW: Serving Gateway + PDN Gateway

MME: Mobility Management Equipment

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全球360個LTE網路, 其中48個具備TD-LTE能力

TDD

FDD

312

31

2014Q3 LTE用戶全球已超過3.73億， 集中於亞洲及美洲區域

2010年底起全球開始商轉LTE網路，現有360個LTE商用網路， 其中LTE 1800為主流頻段

資料來源：GSA Information Papers, 2015/02

全球已有2,646款LTE終端產品， 智慧型手機佔53%成長最快速

FDD+TDD

17

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• 韓國KT於2014/1商轉 • 全球多家業者積極測 試中，包含美國 Verizon、AT&T，德 國、大陸、澳洲、菲 律賓等國業者

• 美國Verizon與BMW 等車商合作4G LTE connected car；穿 戴式裝置蓬勃發展 • 3GPP持續發展MTC 海量接取架構與相關 技術

eMBMS

MTC/IoT

VoLTE/RCS/ Wi-Fi calling

• 全球42國家80個業者佈 建試用VoLTE中，並已 有14個業者商轉 • Wi-Fi calling將可彌補 LTE涵蓋不足提供語音服 務，亦可應用於漫遊語音 節費；RCS則為業者聯 合抗衡OTT之利器

Ref: MWC 2015、GSA 2015/1等網站資訊

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2014至2019年全球行動數據訊務預測 2014至2019年全球行動裝置與連線數成長預測

Source：Cisco VNI Mobile, 2015

2.5 EB 4.2 EB

6.8 EB

16.1 EB

10.7 EB

24.3 EB

全球數據量成長類型主要來自於Mobile Video

2019年數據量較2014年成長約10倍 數據成長主要來自行動影音，2012年已佔全部數據量50%以上，至

2019約佔72%

全球連線數成長除開發中國家用戶增加外，主要來自於M2M

2019 年 M2M裝置超過32億， 年成長率45%

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LTE/VoLTE永遠在線，全球對IP地址的需求將高達數十億 LTE用戶持續佔用IP位址的在線率約100%，遠高於2G/3G的在線率(以

中國移動為例，高達18.9倍)

進一步引進VoLTE時，每個終端至少需兩個永遠在線的IP位址 (兩個APN，每個APN一個IP位址)，一個用於網際網路，另一用於語音服務

部分業者開放RCS等新服務時，若使用不同APN，則IP位址需求會再增加

用戶數與IP地址需求數 2014至2019年全球2G/3G/4G行動裝置預測(不含M2M)

Source: 中國移動2014年簡報 Source：Cisco VNI Mobile, 2015

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物聯網現況：

2014年全球物聯網裝置估算為100億個，但此時萬物聯網所需的最基本要件- IP位址已發放用罄！

面對2020年數量將增加5倍甚至20倍的全球物聯網裝置數量預估，行動業者如何因應？

Gartner預測到2020年全世界連網裝置將

超過500億個

IDC預測到2020年全世界連網裝置將超

過2,120億個

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全球4G發展現況與趨勢

全球IPv6發展現況與趨勢

4G與IPv6激盪出的火花與契機

總結

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國際網際網路編碼

授權機構

區域授權機構

負責管理全球IPv4/v6,

Domain Name及Protocol

等之編碼與註冊

IANA IPv4庫存：已於2011/2/3核發用罄

APNIC IPv4庫存：已於2011/4/15用罄

RIPE IPv4庫存：已於2012/9/14用罄

統計至2015/03/08 資料來源： http://www.ipv6.org.tw/counter.html

IPv4位址已枯竭，目前全球各主要區域僅能就其庫存的既有IPv4位址資源妥善運用

SP剩餘的庫存IPv4位址還能撐多久？

ARIN IPv4庫存：剩下不到一個Class A

預計2015年6月用罄

LACNIC IPv4庫存：已於2014/6/10用罄 AFRINIC IPv4庫存：剩下2.71個/8

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技術優勢 充足無匱乏的IP位址空間

(2^32 v.s. 2^128)

終端隨插即用

有效率的路由

精簡的IP header

有效率的群播能力

強化的QoS能力

強化的網路安全防護能力

取消無謂的checksum與封包中途分割負荷

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未來成長動能：

• 既有IPv6業者繼續成長

• 新IPv6業者加入

• LTE業者啟動IPv6

• 新興IPv6物聯網服務

資料來源: Cisco 6Lab

2014 2015 2016

5.6% 9.9% 15.4%

BT Talk預測

日期 IPv6瀏覽率歷史新高 瀏覽率double所需月份

2010/11/01 0.2% 13月

2011/11/27 0.4% 13月

2012/10/27 1.0%

2013/09/22 2.0% 11月

2014/06/28 4.0% 9月

2014/11/29 5.0%

2015/02/28 6.0%

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Rank Country %-age

1 Belgium 30.52 %

2 Germany 14.04 %

3 United States of America 13.92 %

4 Peru 12.13 %

5 Luxembourg 12.02 %

6 Switzerland 9.36 %

7 Norway 8.88 %

8 Czech Republic 8.15 %

9 Greece 7.71 %

10 Portugal 7.38 %

11 Romania 6.83 %

12 Estonia 6.79 %

13 Japan 6.53 %

14 Malaysia 6.14 %

15 France 5.46 %

Rank Country %-age

16 Ecuador 4.03 %

17 Singapore 2.94 %

18 Bosnia and Herzegovina 2.62 %

19 Austria 2.45 %

20 Ireland 2.42 %

21 Netherlands 2.17 %

22 Bolivia 1.84 %

23 Hungary 1.58 %

24 China 1.57 %

25 Sweden 1.29 %

26 Australia 1.16 %

27 New Zealand 0.88 %

28 Slovenia 0.85 %

29 Brazil 0.76 %

30 Poland 0.75 %

記錄時間：2015/03/11 資料來源：Google

根據Google全球IPv6瀏覽率統計，美國與德國的Google IPv6瀏覽率均已超過13% ，比利時更高達30.85%，歐美地區快速成長，亞洲地區則持續穩定成長。

美國與西歐IPv6資訊社會正逐漸成型，未來兩年全球將逐漸確立IPv6成為網際網路主流技術，2017~2018年將邁入成長期。

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美國(上網人口占全球9.58%) 德國(上網人口占全球2.46%)

日本(上網人口占全球3.74%)

擁有全球近半數IPv4位址數量， 也是目前推動IPv6最積極的國家 Comcast、Time Warner Cable網路啟動IPv6 Verizon、T-Mobile LTE網路預設啟動IPv6 AT&T啟動IPv6

自2012/10起連續28個月線性成長 德國電信DT、Kabel Deutschland、 Unitymedia NRW、Kabel BW 啟動IPv6

KDDI、CTC、STNet、Sakura Internet、 TOKAI、SO-NET、Energia、ITSCOM、 TDNC、Softbank、Mediacat啟動IPv6 KDDI LTE、NTT DoCoMo網路已啟動IPv6 NTT於2014/04 FTTH新用戶預設啟動IPv6

大陸(上網人口占全球21.97%)

中國聯通廣東網路啟動IPv6 國家發展和改革委員會要求16個下一代網際網路示範城市將IPv6作為基礎設施 中國大陸工信部要求新建LTE網絡及VoLTE需支持IPv6 ，2016年將帶動3000萬以上用戶

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資料來源:

Akamai Report 2014Q3

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資料來源：World IPv6 Launch網站

美國Verizon Wireless以IPv4/IPv6雙協定 提供行動IPv6上網服務，

目前存取Google網站IPv6訊務已超過60%

美國T-Mobile一步到位直接佈建純IPv6行動接取網路， 2013年10月起Android 4.4 LTE手機預設啟動IPv6， 存取Google網站IPv6訊務17個月內超過50%

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全球IPv6行動裝置與連線數目預測：2014年27%(20億)成長至2019年59%(62億) 主要成長來自於M2M，2019年將達到11.6億，相對2014年成長了17倍

以地區而言，亞太地區將引領IPv6行動裝置與連線數目成長，2019年將到達29億 中東與非洲、中歐與東歐預測成長率最高，年複合成長率(CAGR)為30%

全球IPv6能力行動裝置2019年將達到62億個 2014至2019年全球IPv6行動數據訊務預測

Source：Cisco VNI Mobile, 2015

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挑戰

屬於網路層通信協定技術，為網際網路所需的關鍵基礎建設，但對業者而言，短期內不易凸顯投資效益

應用與網路業者之間的「雞生蛋蛋生雞」問題

需求

除了4G ，需要一個更強勁的外部驅動力，一個可進一步加速IP位址匱乏現象發生的情境，由需求帶動效益

需要創造出一定用戶數規模的臨界點， 以進一步強化推動的驅動力量

這個驅動力是什麼?

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全球4G發展現況與趨勢

全球IPv6發展現況與趨勢

4G與IPv6激盪出的火花與契機

總結

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願景：萬物聯網的智慧行動生活

Ubiquitous services are enabled by ubiquitous networks

By 2020 there will be 25B to 50B connected devices

The Connected Life

0

50

ITU

Billions

• 6.58 devices/people (3.47@2015, 1.84@2010)

50B

•7B phones+ 3B PCs + 3-4B electronics + others

50B

•6 devices/connected people 25B

•50 devices/household @2022 (25@2017; 10@2013)

14B in OECD

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願景：無所不在的雲端資料

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雲端與物聯網服務一切願景的基礎： 無所不在且無所匱乏的網路

IPv6

物聯網

行/固網網路

無所不在：4G/5G行動網路 + Wi-Fi無線網路 + 寬頻固網網路

無所匱乏：IPv6解決各個ISP業者IP位址的困境，建構全球永續發展的網際網路基礎環境，提供未來各種創新服務開放而統一的開放空間

三合一成就圓滿

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IPv6 IOT的特性與優勢

滿足未來網路與服務之大量位址需求

網路架構擴充性大

終端可隨插即用

終端識別全球唯一

訊息一致、跨平台溝通

適用於多種實體網路

許多公開標準均已採用IPv6 (4G、Bluetooth…)

IP Network IP及物件層路由

器

sensor sensor sensor

IPv6領域

IEEE802.15.4/BlueTooth WiFi/2G/3G/4G/WiMAX

IP IP IP

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成立時間 : 2008

成立目標 : 推廣物聯網設備通訊層採用IP

超過60個member

產品領域眾多 : 包含家庭網路、醫療照護、智慧電表等

產品案例: CenLab 領域 : 醫療照護

檢測尿液、血液或水質成分

• 結果上傳雲端個人資料庫或醫生

http://challenge.ipso-alliance.org/ipso-challenge-2014/1st-place-cenlab

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2014/07成立

主要應用領域為home network

Google旗下NEST公司主導成立

THREAD採用IETF標準(6LoWPAN，UDP)，但加上easy install與security的功能

在IEEE 802.15.4基礎上發展與運作

參與成員 從chip vendor到設備製造商，包含

Google旗下的智慧恆溫器製造商Nest Labs、三星、ARM、Freescale Semiconductor、Silicon Labs、Big Ass Fans、Yale等

THREAD Framework

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2011/10成立

研究和運用IPv6（6LoWPAN、CoAP等）解決物聯網需求

發展方向 設計和開發一個高度可擴展的IPv6-based的服務導向架構(Service

Oriented Architecture) 實現異質網路互聯互通 IoT6目前正積極與IEEE Communication

Society/Committee/Emerging Technologies IoT Subcommittee 共同制定IoT6的歐洲標準，展現歐洲主導IoT6的企圖心

歐盟IoT6研究範疇

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IPv6

物聯網

行/固網網路 萬物聯網

IPv6

行/固網

萬物聯網的智慧行動生活

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全球4G發展現況與趨勢

全球IPv6發展現況與趨勢

4G與IPv6激盪出的火花與契機

總結

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全球可供配發的IPv4位址空間已配發用罄，美國與德國的IPv6訊務均已超過13%，全球TOP 10網站均已支援IPv6，以IPv6為共通基礎的資訊社會逐步成型

Verizon Wireless的IPv6訊務已超過60% ， T-Mobile則直接以IPv6 only模式建置LTE網路，為其他行動業者值得參考之標竿案例

全球IP位址空間匱乏問題將使物聯網未來長期發展受限，IPv6 IOT是一個可預見的趨勢

IPv6 IOT相關規範與標準目前已朝向公開化與統一化發展，後續各個聯盟的發展以及競合關係仍需持續觀察

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