新興應用需求加持　射頻/無(wú)線(xiàn)技術(shù)身價(jià)揚

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

　　而這些無(wú)線(xiàn)技術(shù)為了在物聯(lián)網(wǎng)應用或是行動(dòng)通訊系統中站穩腳步，也有進(jìn)一步的技術(shù)規格更新，以下將一一探討。

　　高畫(huà)質(zhì)影像傳輸需求暴增　802.11ad翻身

　　Wi-Fi 802.11ad標準在幾年前與采用5GHz頻段的802.11ac規范一同被Wi-Fi聯(lián)盟(Wi-Fi Alliance)提出。當時(shí)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)品未真正出現與標準未正式底定的狀況下，聲勢不若802.11ac“暢旺”，但隨著(zhù)4K高畫(huà)質(zhì)影像時(shí)代來(lái)臨，加上消費仍渴望不要隨身攜帶太多的傳輸線(xiàn)，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制造商樂(lè )視(LeTV)也率先在其高階機種內建802.11ad技術(shù)，此舉無(wú)疑宣告，802.11ad技術(shù)的市場(chǎng)即將來(lái)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(huà)質(zhì)影音資料傳輸的比重越來(lái)越高的同時(shí)，消費者對于現有的傳輸技術(shù)已不再維持以往“能過(guò)得去”的程度，就感到滿(mǎn)足。不過(guò)，現在的消費者不僅要求無(wú)縫順暢的傳輸及播放影音資料，還希望手機影音檔案的傳輸與播放可以不須透過(guò)連接線(xiàn)，因此利用60GHz高頻段的802.11ad，恰好可滿(mǎn)足消費者的需求。

　　話(huà)雖如此，802.11ad真的已出現市場(chǎng)需求?還是仍然僅是先前規格剛推出時(shí)，新鮮感未退的一時(shí)話(huà)題?對此，曹維陵認為，802.11ad市場(chǎng)需求真的已經(jīng)開(kāi)始萌芽。

　　舉例來(lái)說(shuō)，2015年高通(Qualcomm)在發(fā)布其智慧家庭相關(guān)解決方案時(shí)，即已提到該公司智慧家庭方案將導入802.11ad;現階段的高畫(huà)質(zhì)投影機、智慧家庭網(wǎng)路建置中，若是在影像傳輸過(guò)程中發(fā)現，介面不相容或是不想看到家中有一堆線(xiàn)路，此時(shí)，802.11ad就是較佳的選擇。再就量測儀器廠(chǎng)商的儀器銷(xiāo)售來(lái)看，也可發(fā)現包括路由器(Router)、無(wú)線(xiàn)接取器(Access Point)?等網(wǎng)通設備業(yè)者也開(kāi)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，從合作廠(chǎng)商無(wú)論是晶片或是局端設備的一些動(dòng)作來(lái)看，可發(fā)現業(yè)者對于研發(fā)802.11ad相關(guān)產(chǎn)品，這次是“玩真的”。

　　羅德史瓦茲應用工程支援部經(jīng)理林志龍補充，從智慧型手機開(kāi)始內建802.11ad技術(shù)也可說(shuō)明該技術(shù)已真正能合乎消費者的使用需求。在行動(dòng)裝置市場(chǎng)的帶動(dòng)下，預期未來(lái)將有更多終端或行動(dòng)裝置納入802.11ad，而802.11ad也勢必在物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)市場(chǎng)中占有一席之地。

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

　　身兼行動(dòng)通訊數據分流重任

　　事實(shí)上，802.11ad并未專(zhuān)為物聯(lián)網(wǎng)世界所打造，而是紓解行動(dòng)網(wǎng)路壅塞的問(wèn)題。是德科技(Keysight)應用工程部資深專(zhuān)案經(jīng)理張式先表示，在物聯(lián)網(wǎng)應用中的射頻技術(shù)可分為兩類(lèi)，一為既有的技術(shù)，如NFC、藍牙、ZigBee?;二則是專(zhuān)為搶攻物聯(lián)網(wǎng)商機而出現的新技術(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)應用所開(kāi)發(fā)的技術(shù)。

　　5G行動(dòng)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)，以及機器對機器(M2M)間連結的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(chǎng)景覆蓋的技術(shù)特性。張式先解釋?zhuān)?GPP在制定5G技術(shù)時(shí)，為了進(jìn)一步提升行動(dòng)通訊頻寬，因此以802.11ad作為參考依據。

　　不僅如此，5G技術(shù)也將和4G通訊標準相同，進(jìn)一步結合現有的Wi-Fi 802.11a/b/g/n/ac和802.11ad，為可預期的行動(dòng)通訊壅塞情況解套。

　　先天技術(shù)挑戰待克服

　　802.11ad在被所謂的殺手級應用——智慧型手機內建之后，加上2016年晶片商開(kāi)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(dòng)通訊大會(huì )(MWC)與臺北國際電腦展(Computex)中，802.11ad皆為亮點(diǎn)之一，使其發(fā)展前景一片光明，但該技術(shù)仍有些技術(shù)挑戰需克服，才能在無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)市場(chǎng)站穩腳步。

　　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(lái)的技術(shù)挑戰，如傳輸距離短、訊號穿透力弱、傳輸方向性受限等技術(shù)問(wèn)題。張式先則看好802.11ad無(wú)線(xiàn)接取器、智慧型手機的應用將是該技術(shù)發(fā)展的一大里程碑，不過(guò)，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(wèn)題，會(huì )使智慧型手機或行動(dòng)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(chǎng)重視外，Wi-Fi技術(shù)本身也持續推出新標準，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(wèn)題。高通技術(shù)資深行銷(xiāo)總監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(guò)，未來(lái)居家環(huán)境需要連網(wǎng)的裝置會(huì )越來(lái)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(wèn)題，因此Wi-Fi聯(lián)盟制定了802.11k技術(shù)規范，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(dòng)通訊技術(shù)融合時(shí)，為消費者提供更好的網(wǎng)路使用經(jīng)驗。

　　利用802.11k規范，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(kāi)放性的標準，只要符合802.11架構，都可以支援。Wi-Fi SON具備自我管理、治療、主動(dòng)連線(xiàn)與自我防御功能，透過(guò)具備Wi-Fi SON的無(wú)線(xiàn)接取器，消費者無(wú)須擔心要經(jīng)過(guò)一番設定才能讓裝置連上網(wǎng)路;Wi-Fi SON也會(huì )主動(dòng)搜尋最佳的網(wǎng)路，讓消費者不會(huì )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(wèn)題，因Wi-Fi SON會(huì )讓無(wú)線(xiàn)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(xiàn)行為，消費者將會(huì )馬上接到示警的訊息。Carson透露，電信營(yíng)運商、企業(yè)用戶(hù)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)品都已內建Wi-Fi SON。

　　圖2：Wi-Fi SON需要購買(mǎi)同一家無(wú)線(xiàn)接取器產(chǎn)品才能有效運作 (圖片來(lái)源：高通)

　　行動(dòng)支付市場(chǎng)起飛　NFC受惠

　　物聯(lián)網(wǎng)應用中，行動(dòng)支付是相當重要的一部分，可為消費者帶來(lái)更便利的生活。曹維陵認為，射頻或是無(wú)線(xiàn)技術(shù)要在物聯(lián)網(wǎng)占有一席之地，必須創(chuàng )造一個(gè)對消費者而言相當方便的應用，與市井小民有更大的連結，而行動(dòng)支付即符合這樣的標準，使得NFC在其他物聯(lián)網(wǎng)應用之外，擁有所謂的“殺手級”應用。

　　試想，現代人大多離不開(kāi)自己的智慧型手機，若是忘記帶錢(qián)包出門(mén)，但不會(huì )忘記帶的手機在身上，就不會(huì )面臨無(wú)錢(qián)可付的窘境，因此行動(dòng)支付開(kāi)始被導入在各類(lèi)行動(dòng)裝置中。包括服務(wù)供應商Google及終端裝置制造商三星(Samsung)也推出Android Pay、Samsung Pay，而蘋(píng)果(Apple)正式讓Apple Pay上線(xiàn)，更是推升行動(dòng)支付應用的發(fā)展，連帶使得NFC技術(shù)跟著(zhù)雞犬升天。

　　張式先指出，NFC并非門(mén)檻高的技術(shù)，不過(guò)若是要應用在行動(dòng)支付上，則必須相當注意安全性的問(wèn)題。林志龍也認為，NFC若不是用在行動(dòng)支付時(shí)，根本上并沒(méi)有任何安全性可言，相關(guān)廠(chǎng)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(shí)上，先前Google與三星或是其他廠(chǎng)商都很努力推展行動(dòng)支付應用，但在安全方面卻時(shí)時(shí)出現ID被盜用的問(wèn)題，而產(chǎn)品一向具備高度安全的蘋(píng)果，雖然早在iPhone 5系列就將NFC行動(dòng)支付功能加進(jìn)手機中，但考量防止資料被盜用的防范措施必須相當全面，因此蘋(píng)果透過(guò)指紋辨識技術(shù)、Token亂數機制，提供行動(dòng)支付層層保護后，遲至iPhone 6推出，才正式讓消費者使用Apple Pay服務(wù)。

　　過(guò)去，NFC的應用可說(shuō)已相當廣泛，如電子標簽、裝置配對?等，但這些應用市場(chǎng)相對較小，而行動(dòng)支付衍生的市場(chǎng)相當龐大。Gartner調查數據顯示，整個(gè)行動(dòng)支付市場(chǎng)快速成長(cháng)，從2013年的2,430億美元，成長(cháng)到2015年的4,400億美元，預計2018年時(shí)，將達9,180億美元。是德科技行銷(xiāo)處資深行銷(xiāo)專(zhuān)案經(jīng)理郭丁豪表示，相較于其他NFC應用，行動(dòng)支付相對有更多“利”可圖。因此隨著(zhù)行動(dòng)支付的發(fā)展日益普及，未來(lái)，NFC最大宗的應用將為行動(dòng)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Stephane Czech總結，目前觀(guān)察到的NFC應中，NFC手機使用者相互配對傳輸資訊、QR Code掃描與行動(dòng)支付，都是NFC主流應用，預期未來(lái)行動(dòng)支付的部分會(huì )逐漸增加。

　　至于安全性的問(wèn)題，Czech認為，在NFC準規范中已有定義，廠(chǎng)商可以依循標準規范來(lái)做，不過(guò)行動(dòng)支付應用則須采用其他技術(shù)輔助，且各環(huán)節的業(yè)者都須共同討論出一套符合其需行動(dòng)支付應用需求的模式，才能具備更高的安全性。

　　圖3：NFC主要應用領(lǐng)域 (圖片來(lái)源：是德科技)

　　藍牙4.2版搶進(jìn)智慧家庭應用

　　在行動(dòng)裝置幾乎已達100%滲透率的藍牙，在物聯(lián)網(wǎng)世界中野心越來(lái)越大，積極拓展消費性電子、汽車(chē)應用之外的領(lǐng)域，其中智慧家庭即為藍牙SIG積極搶進(jìn)的市場(chǎng)，為此，藍牙SIG亦著(zhù)手制定網(wǎng)狀網(wǎng)路(Mesh)相關(guān)規范。

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

　　據了解，預計于今年底底定的藍牙新一代標準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牙5.0規范，尚未得知該規范主要訴求的應用領(lǐng)域與技術(shù)亮點(diǎn)，且藍牙SIG也提出結合室內GPS、虛擬實(shí)境(VR)等技術(shù)，以延長(cháng)傳輸距離，不過(guò)現在仍缺乏實(shí)際應用，藍牙在其中扮演的角色也尚未找到定位。郭丁豪則指出，藍牙5.0會(huì )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(zhù)消費性電子高滲透率光環(huán)的藍牙若要進(jìn)軍智慧家庭，將遭遇不少挑戰。張式先表示，在家電配對中，仍以ZigBee與Thread技術(shù)為主，且不僅藍牙有網(wǎng)狀網(wǎng)路的架構計畫(huà)，ZigBee最大的特點(diǎn)即是擁有網(wǎng)狀網(wǎng)路結構，且Wi-Fi 802.11ah亦是Wi-Fi網(wǎng)狀網(wǎng)路標準，藍牙將面對強大的競爭對手。

　　圖4：支援藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)路草案的LED燈泡 (圖片來(lái)源：高通)

　　新舊短距射頻技術(shù)激烈交鋒

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

　　原因在于，物聯(lián)網(wǎng)應用中，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(mǎn)足物聯(lián)網(wǎng)數量龐大裝置互連的需求。而裝置互連數量越來(lái)越多的同時(shí)，則須仰賴(lài)網(wǎng)狀網(wǎng)路架構才能有效管理、串聯(lián)，甚至將數據傳送到后端網(wǎng)路。

　　曹維陵則強調，便利與實(shí)用性才是重點(diǎn)。