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78/100 📌 第 8 周：網路優化與測試 - 找出問題並調整參數以提升品質與效能
78. 容量規劃 🏙
預測人口 + 流量，未雨綢繆！
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🎯 單元導讀
網路建設不是「今天塞車，明天加車道」這麼簡單。
👉 容量規劃（Capacity Planning） 就像城市交通設計師，要根據 人口分布、用戶行為、流量預測，提前規劃好道路（頻譜、基地台、回傳鏈路），確保未來數年都能承載需求。
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🧠 一、容量規劃的核心要素
1. 人口與用戶密度預測
o 不同區域（市中心、住宅、商辦、校園、交通樞紐）人流差異大。
o 須考慮人口成長與流動性（例如白天上班族湧入 CBD）。
2. 流量需求預估
o 每用戶平均需求（ARPU, Average Revenue per User）
o 每用戶平均流量（MB/day 或 GB/month）
o 高頻應用（影片、AR/VR、IoT）將大幅增加流量。
3. 技術演進趨勢
o 3G → 4G → 5G → 6G，每代頻寬與頻譜效率提升。
o 必須考慮未來 3–5 年升級計畫。
4. 服務品質目標（QoS/QoE）
o 覆蓋率、速率（如 eMBB ≥ 100 Mbps）、延遲（URLLC ≤ 1 ms）、可靠度（>99.999%）。
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🧠 二、容量規劃的方法
1. 需求面模型（Demand Forecasting）
o 根據人口數 × 每人流量需求 = 總流量需求。
2. 資源面模型（Resource Planning）
o 頻譜效率（bps/Hz） × 頻寬（Hz） × 基站數量 = 可支援容量。
3. 缺口分析（Gap Analysis）
o 預測需求 vs 現有容量 → 找出不足，提前補強。
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🧠 三、容量規劃的解決手段
• 增加頻譜：參與頻譜拍賣、共享或重耕（Refarming）。
• 提升頻譜效率：MIMO、CA、干擾管理。
• 增加基站密度：HetNet（宏站 + 小站協同）。
• 邊緣運算（MEC）：減少回傳壓力。
• 流量分流：Wi-Fi Offloading、專網（Private Network）。
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💻 四、ASCII 示意圖
[需求預測]
人口數 × 平均流量
↓
[容量需求]
↓
[現有資源能力] → (頻譜 + 基站 + 效率)
↓
[缺口分析]
↓
[容量規劃方案]
(新頻譜 / 新基站 / HetNet)
容量規劃的核心在於「預測需求、盤點資源、補足缺口」。
首先透過 需求預測（以人口數 × 平均流量計算）估算未來的總流量負載；
接著換算成 容量需求，並與現有的 頻譜、基站數量、頻譜效率 等資源能力進行比較；
若發現容量不足，便進行 缺口分析，找出瓶頸可能來自頻譜受限、基地台密度不足或技術效率偏低；
最後制定 容量規劃方案，例如增加新頻譜、增設小基站、導入 HetNet 或 MIMO 技術。
整體而言，這是一個從「需求 → 資源 → 改善」的科學化決策流程，
確保網路能滿足未來使用者流量成長與服務品質需求。
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🧩 五、模擬題
1. 專業題
題目：
請解釋容量規劃的三大要素，並舉例說明。
解析：
容量規劃的核心由三大要素構成：
1️⃣ 需求面（Traffic Demand）
估算使用者數量與平均流量，預測未來網路承載需求。
📍例：城市區域 10 萬人 × 平均 2 Mbps = 200 Gbps 總需求。
2️⃣ 供給面（Network Resource）
盤點現有資源，包括頻譜帶寬、基地台數量、MIMO 技術效率等。
📍例：目前可提供 150 Gbps，仍有 50 Gbps 缺口。
3️⃣ 差距面（Gap & Solution）
進行缺口分析，提出補強方案。
📍例：新增 3.5GHz 頻譜、建小基站、啟用載波聚合（CA）。
👉 總結：
容量規劃的目的是在「需求成長」與「資源限制」間取得平衡。
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2. 應用題
題目：
若某新興住宅區預計 5 年後人口翻倍，你會如何做容量規劃？
解析：
1️⃣ 需求預測：
根據人口與流量成長率，預估 5 年後的流量負載。
2️⃣ 資源評估：
盤點現有宏站、小站數量與頻譜利用率。
3️⃣ 規劃方案：
- 增建小基站提升室內覆蓋。
- 啟用中高頻（3.5GHz）頻譜提高容量。
- 導入 HetNet 與 MIMO 技術優化頻譜效率。
👉 結論：
先預留頻譜與站點位置，逐年擴建，達到可持續容量擴充。
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3.情境題
題目：
假設一個演唱會場館，晚上流量暴增 10 倍，該如何進行容量規劃？
解析：
1️⃣ 短期解法：
- 部署臨時行動基地台（COW, Cell on Wheels）。
- 啟用小基站或中繼器強化場內覆蓋。
- 動態頻譜共享（DSS）支援瞬時流量。
2️⃣ 中長期解法：
- 分析活動時段流量模式，調整資源排程。
- 在場館周邊導入 HetNet 協調與載波聚合。
- 將頻寬重分配給高需求時段。
👉 重點：
容量規劃需兼顧**時間（尖峰/離峰）與空間（宏站/小站）**變化，
確保活動高峰時網路穩定、低延遲、不壅塞。
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🛠 六、實務演練題
1️⃣ 人口 + 流量推估
• 預測某區人口 = 10 萬人
• 平均流量需求 = 20 GB/月
• 總流量需求 = 200 萬 GB/月
👉 請估算該區需要多少頻寬（假設頻譜效率 = 5 bps/Hz，頻段 = 100 MHz）。
2️⃣ 缺口分析案例
• 現有網路容量 = 150 萬 GB/月
• 預測需求 = 200 萬 GB/月
👉 缺口 = 50 萬 GB/月 → 解法：新頻譜 + 新站點。
3️⃣ 熱點補強規劃
• 模擬車站高峰時段 1 小時 5 萬人同時上網。
• 請提出：小基站數量 + 頻譜分配 + CA/MIMO 技術建議。
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✅ 七、小結與啟示
• 容量規劃是 未雨綢繆，確保未來網路能承載預期需求。
• 方法：需求預測 → 資源分析 → 缺口補強。
• 手段：新頻譜、提升效率、增加基站、分流流量。
• 意義：容量規劃是電信規劃師的核心任務之一，直接影響 CAPEX 投資策略 與 用戶體驗。
👉 總結：容量規劃就像「城市交通設計」，要先算好人口與流量，提前擴建道路，避免未來塞車！ 🚦📶
