新興應(yīng)用需求加持　射頻/無線技術(shù)身價揚

　　近幾年，物聯(lián)網(wǎng)(IoT)發(fā)展如火如荼，許多應(yīng)用如智慧家庭(Smart Home)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)、行動支付，以及超高畫質(zhì)(UHD)影像傳輸?等，讓一些早已存在的射頻(RF)與無線(Wireless)技術(shù)再度被提起、重視，包括近距離無線通訊(NFC)、藍(lán)牙(Bluetooth)與無線區(qū)域網(wǎng)路(Wi-Fi)802.11ad。

　　而這些無線技術(shù)為了在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用或是行動通訊系統(tǒng)中站穩(wěn)腳步，也有進(jìn)一步的技術(shù)規(guī)格更新，以下將一一探討。

　　高畫質(zhì)影像傳輸需求暴增　802.11ad翻身

　　Wi-Fi 802.11ad標(biāo)準(zhǔn)在幾年前與采用5GHz頻段的802.11ac規(guī)范一同被Wi-Fi聯(lián)盟(Wi-Fi Alliance)提出。當(dāng)時802.11ac迅速獲得晶片商及終端產(chǎn)品制造商青睞，但802.11ad則是在晶片產(chǎn)品未真正出現(xiàn)與標(biāo)準(zhǔn)未正式底定的狀況下，聲勢不若802.11ac“暢旺”，但隨著4K高畫質(zhì)影像時代來臨，加上消費仍渴望不要隨身攜帶太多的傳輸線，使得802.11ad技術(shù)再度被相關(guān)業(yè)者提出。近期中國大陸智慧型手機(jī)制造商樂視(LeTV)也率先在其高階機(jī)種內(nèi)建802.11ad技術(shù)，此舉無疑宣告，802.11ad技術(shù)的市場即將來臨。

　　羅德史瓦茲(R&S)資深業(yè)務(wù)經(jīng)曹維陵表示，在超高畫質(zhì)影音資料傳輸?shù)谋戎卦絹碓礁叩耐瑫r，消費者對于現(xiàn)有的傳輸技術(shù)已不再維持以往“能過得去”的程度，就感到滿足。不過，現(xiàn)在的消費者不僅要求無縫順暢的傳輸及播放影音資料，還希望手機(jī)影音檔案的傳輸與播放可以不須透過連接線，因此利用60GHz高頻段的802.11ad，恰好可滿足消費者的需求。

　　話雖如此，802.11ad真的已出現(xiàn)市場需求?還是仍然僅是先前規(guī)格剛推出時，新鮮感未退的一時話題?對此，曹維陵認(rèn)為，802.11ad市場需求真的已經(jīng)開始萌芽。

　　舉例來說，2015年高通(Qualcomm)在發(fā)布其智慧家庭相關(guān)解決方案時，即已提到該公司智慧家庭方案將導(dǎo)入802.11ad;現(xiàn)階段的高畫質(zhì)投影機(jī)、智慧家庭網(wǎng)路建置中，若是在影像傳輸過程中發(fā)現(xiàn)，介面不相容或是不想看到家中有一堆線路，此時，802.11ad就是較佳的選擇。再就量測儀器廠商的儀器銷售來看，也可發(fā)現(xiàn)包括路由器(Router)、無線接取器(Access Point)?等網(wǎng)通設(shè)備業(yè)者也開始購進(jìn)802.11ad相關(guān)測試儀器，進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)或量產(chǎn)。曹維陵強調(diào)，從合作廠商無論是晶片或是局端設(shè)備的一些動作來看，可發(fā)現(xiàn)業(yè)者對于研發(fā)802.11ad相關(guān)產(chǎn)品，這次是“玩真的”。

　　羅德史瓦茲應(yīng)用工程支援部經(jīng)理林志龍補充，從智慧型手機(jī)開始內(nèi)建802.11ad技術(shù)也可說明該技術(shù)已真正能合乎消費者的使用需求。在行動裝置市場的帶動下，預(yù)期未來將有更多終端或行動裝置納入802.11ad，而802.11ad也勢必在物聯(lián)網(wǎng)無線通訊技術(shù)市場中占有一席之地。

　　圖1：眾多技術(shù)搶攻物聯(lián)網(wǎng)商機(jī) (圖片來源：是德科技)

　　身兼行動通訊數(shù)據(jù)分流重任

　　事實上，802.11ad并未專為物聯(lián)網(wǎng)世界所打造，而是紓解行動網(wǎng)路壅塞的問題。是德科技(Keysight)應(yīng)用工程部資深專案經(jīng)理張式先表示，在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的射頻技術(shù)可分為兩類，一為既有的技術(shù)，如NFC、藍(lán)牙、ZigBee?;二則是專為搶攻物聯(lián)網(wǎng)商機(jī)而出現(xiàn)的新技術(shù)，包括LoRa、SIGFOX、Telensa、5G NB-IoT?等，802.11ad反而與5G技術(shù)的關(guān)系較為密切，而不是為了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用所開發(fā)的技術(shù)。

　　5G行動通訊技術(shù)中討論到的物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)可以分成高速資料吞吐服務(wù)，以及機(jī)器對機(jī)器(M2M)間連結(jié)的NB-IoT。其中，高速資料吞吐服務(wù)的部份是參考802.11ad中毫米波(mmWAVE)、場景覆蓋的技術(shù)特性。張式先解釋，3GPP在制定5G技術(shù)時，為了進(jìn)一步提升行動通訊頻寬，因此以802.11ad作為參考依據(jù)。

　　不僅如此，5G技術(shù)也將和4G通訊標(biāo)準(zhǔn)相同，進(jìn)一步結(jié)合現(xiàn)有的Wi-Fi 802.11a/b/g/n/ac和802.11ad，為可預(yù)期的行動通訊壅塞情況解套。

　　先天技術(shù)挑戰(zhàn)待克服

　　802.11ad在被所謂的殺手級應(yīng)用——智慧型手機(jī)內(nèi)建之后，加上2016年晶片商開始提供802.11ad晶片與相關(guān)服務(wù)，以及2016年消費性電子展(CES)、全球行動通訊大會(MWC)與臺北國際電腦展(Computex)中，802.11ad皆為亮點之一，使其發(fā)展前景一片光明，但該技術(shù)仍有些技術(shù)挑戰(zhàn)需克服，才能在無線通訊技術(shù)市場站穩(wěn)腳步。

　　曹維陵指出，802.11ad要提升普及率，必須解決先天高頻電波衍生出來的技術(shù)挑戰(zhàn)，如傳輸距離短、訊號穿透力弱、傳輸方向性受限等技術(shù)問題。張式先則看好802.11ad無線接取器、智慧型手機(jī)的應(yīng)用將是該技術(shù)發(fā)展的一大里程碑，不過，該技術(shù)訊號易受遮蔽、目前晶片封裝尺寸較大與散熱的問題，會使智慧型手機(jī)或行動裝置制造商卻步。

　　Wi-Fi戮力提升傳輸效率

　　除了802.11ad再度獲得市場重視外，Wi-Fi技術(shù)本身也持續(xù)推出新標(biāo)準(zhǔn)，強化訊號傳輸效率，并進(jìn)一步解決訊號易遭墻壁遮蔽的問題。高通技術(shù)資深行銷總監(jiān)Peter Carson表示，在智慧家庭或是辨公室中，Wi-Fi儼然已成為主要技術(shù)。不過，未來居家環(huán)境需要連網(wǎng)的裝置會越來越多，Wi-Fi技術(shù)的覆蓋率也須進(jìn)一步提升，且若裝置使用的連網(wǎng)技術(shù)不同，也須避免傳輸技術(shù)相互干擾的問題，因此Wi-Fi聯(lián)盟制定了802.11k技術(shù)規(guī)范，使Wi-Fi技術(shù)訊號傳輸效能更佳之外，也能讓W(xué)i-Fi與行動通訊技術(shù)融合時，為消費者提供更好的網(wǎng)路使用經(jīng)驗。

　　利用802.11k規(guī)范，加上自家在Wi-Fi領(lǐng)域的研發(fā)經(jīng)驗，高通提出Wi-Fi SON技術(shù)。Carson指出，802.11k是開放性的標(biāo)準(zhǔn)，只要符合802.11架構(gòu)，都可以支援。Wi-Fi SON具備自我管理、治療、主動連線與自我防御功能，透過具備Wi-Fi SON的無線接取器，消費者無須擔(dān)心要經(jīng)過一番設(shè)定才能讓裝置連上網(wǎng)路;Wi-Fi SON也會主動搜尋最佳的網(wǎng)路，讓消費者不會面臨訊號品質(zhì)不佳或是網(wǎng)路壅塞的情況。

　　更重要的是，消費者毋須煩惱網(wǎng)路安全性的問題，因Wi-Fi SON會讓無線網(wǎng)路接取器具備了解使用者行為的功能，若是發(fā)生不正常的連線行為，消費者將會馬上接到示警的訊息。Carson透露，電信營運商、企業(yè)用戶都對802.11k Wi-Fi SON技術(shù)抱持高度興趣，此外，目前友訊科技(D-Link)、TP-Link的產(chǎn)品都已內(nèi)建Wi-Fi SON。

　　圖2：Wi-Fi SON需要購買同一家無線接取器產(chǎn)品才能有效運作 (圖片來源：高通)

　　行動支付市場起飛　NFC受惠

　　物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，行動支付是相當(dāng)重要的一部分，可為消費者帶來更便利的生活。曹維陵認(rèn)為，射頻或是無線技術(shù)要在物聯(lián)網(wǎng)占有一席之地，必須創(chuàng)造一個對消費者而言相當(dāng)方便的應(yīng)用，與市井小民有更大的連結(jié)，而行動支付即符合這樣的標(biāo)準(zhǔn)，使得NFC在其他物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用之外，擁有所謂的“殺手級”應(yīng)用。

　　試想，現(xiàn)代人大多離不開自己的智慧型手機(jī)，若是忘記帶錢包出門，但不會忘記帶的手機(jī)在身上，就不會面臨無錢可付的窘境，因此行動支付開始被導(dǎo)入在各類行動裝置中。包括服務(wù)供應(yīng)商Google及終端裝置制造商三星(Samsung)也推出Android Pay、Samsung Pay，而蘋果(Apple)正式讓Apple Pay上線，更是推升行動支付應(yīng)用的發(fā)展，連帶使得NFC技術(shù)跟著雞犬升天。

　　張式先指出，NFC并非門檻高的技術(shù)，不過若是要應(yīng)用在行動支付上，則必須相當(dāng)注意安全性的問題。林志龍也認(rèn)為，NFC若不是用在行動支付時，根本上并沒有任何安全性可言，相關(guān)廠商若要提升安全性得自行定義或研發(fā)如何提升安全性的方式，如Apple Pay。

　　事實上，先前Google與三星或是其他廠商都很努力推展行動支付應(yīng)用，但在安全方面卻時時出現(xiàn)ID被盜用的問題，而產(chǎn)品一向具備高度安全的蘋果，雖然早在iPhone 5系列就將NFC行動支付功能加進(jìn)手機(jī)中，但考量防止資料被盜用的防范措施必須相當(dāng)全面，因此蘋果透過指紋辨識技術(shù)、Token亂數(shù)機(jī)制，提供行動支付層層保護(hù)后，遲至iPhone 6推出，才正式讓消費者使用Apple Pay服務(wù)。

　　過去，NFC的應(yīng)用可說已相當(dāng)廣泛，如電子標(biāo)簽、裝置配對?等，但這些應(yīng)用市場相對較小，而行動支付衍生的市場相當(dāng)龐大。Gartner調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，整個行動支付市場快速成長，從2013年的2,430億美元，成長到2015年的4,400億美元，預(yù)計2018年時，將達(dá)9,180億美元。是德科技行銷處資深行銷專案經(jīng)理郭丁豪表示，相較于其他NFC應(yīng)用，行動支付相對有更多“利”可圖。因此隨著行動支付的發(fā)展日益普及，未來，NFC最大宗的應(yīng)用將為行動支付。

　　近期被美國國家儀器(NI)收購的Micropross，該公司創(chuàng)新及技術(shù)總監(jiān)Stephane Czech總結(jié)，目前觀察到的NFC應(yīng)中，NFC手機(jī)使用者相互配對傳輸資訊、QR Code掃描與行動支付，都是NFC主流應(yīng)用，預(yù)期未來行動支付的部分會逐漸增加。

　　至于安全性的問題，Czech認(rèn)為，在NFC準(zhǔn)規(guī)范中已有定義，廠商可以依循標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范來做，不過行動支付應(yīng)用則須采用其他技術(shù)輔助，且各環(huán)節(jié)的業(yè)者都須共同討論出一套符合其需行動支付應(yīng)用需求的模式，才能具備更高的安全性。

　　圖3：NFC主要應(yīng)用領(lǐng)域 (圖片來源：是德科技)

　　藍(lán)牙4.2版搶進(jìn)智慧家庭應(yīng)用

　　在行動裝置幾乎已達(dá)100%滲透率的藍(lán)牙，在物聯(lián)網(wǎng)世界中野心越來越大，積極拓展消費性電子、汽車應(yīng)用之外的領(lǐng)域，其中智慧家庭即為藍(lán)牙SIG積極搶進(jìn)的市場，為此，藍(lán)牙SIG亦著手制定網(wǎng)狀網(wǎng)路(Mesh)相關(guān)規(guī)范。

　　然而，藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)路規(guī)范發(fā)布時間一再延遲，多少影響該技術(shù)搶攻智慧家庭市場的進(jìn)度。高通表示，雖然因藍(lán)牙SIG會員對藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)路標(biāo)準(zhǔn)想法眾多，使標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范底定時間有所拖延，但相信藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)路規(guī)范快就會公布，而相關(guān)晶片商與終端制造商也跑在規(guī)范前面，目前已有些許支援藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)路草案規(guī)范的燈泡問世?，F(xiàn)階段，藍(lán)牙只能一臺主機(jī)對七臺附屬裝置，但藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)路則是可讓一臺藍(lán)牙主機(jī)無限的附屬裝置，并藉此拓展傳輸距離。

　　據(jù)了解，預(yù)計于今年底底定的藍(lán)牙新一代標(biāo)準(zhǔn)5.0版并未提到網(wǎng)狀網(wǎng)路的部份。曹維陵表示，就目前所掌握到的藍(lán)牙5.0規(guī)范，尚未得知該規(guī)范主要訴求的應(yīng)用領(lǐng)域與技術(shù)亮點，且藍(lán)牙SIG也提出結(jié)合室內(nèi)GPS、虛擬實境(VR)等技術(shù)，以延長傳輸距離，不過現(xiàn)在仍缺乏實際應(yīng)用，藍(lán)牙在其中扮演的角色也尚未找到定位。郭丁豪則指出，藍(lán)牙5.0會沿襲4.2版支援IPv6，并進(jìn)一步提升其傳輸速率及距離，但似乎未包含網(wǎng)狀網(wǎng)路的部份。

　　值得注意的是，挾著消費性電子高滲透率光環(huán)的藍(lán)牙若要進(jìn)軍智慧家庭，將遭遇不少挑戰(zhàn)。張式先表示，在家電配對中，仍以ZigBee與Thread技術(shù)為主，且不僅藍(lán)牙有網(wǎng)狀網(wǎng)路的架構(gòu)計畫，ZigBee最大的特點即是擁有網(wǎng)狀網(wǎng)路結(jié)構(gòu)，且Wi-Fi 802.11ah亦是Wi-Fi網(wǎng)狀網(wǎng)路標(biāo)準(zhǔn)，藍(lán)牙將面對強大的競爭對手。

　　圖4：支援藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)路草案的LED燈泡 (圖片來源：高通)

　　新舊短距射頻技術(shù)激烈交鋒

　　為搶攻物聯(lián)網(wǎng)商機(jī)大餅，新舊短距射頻技術(shù)包括ZigBee、RoLa、Thread?等仍有一場硬仗要打。張式先認(rèn)為，新技術(shù)會不斷出現(xiàn)，而舊有的技術(shù)會想盡辦法固守市場，但射頻技術(shù)是否支援IPv6，以及網(wǎng)狀網(wǎng)路架構(gòu)將是勝出市場的關(guān)鍵之一。

　　原因在于，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，要相互串連的裝置多如牛毛，IPv4位址已用罄，可提供更多IP位址的IPv6才能滿足物聯(lián)網(wǎng)數(shù)量龐大裝置互連的需求。而裝置互連數(shù)量越來越多的同時，則須仰賴網(wǎng)狀網(wǎng)路架構(gòu)才能有效管理、串聯(lián)，甚至將數(shù)據(jù)傳送到后端網(wǎng)路。

　　曹維陵則強調(diào)，便利與實用性才是重點。