由于数字内容及数字影音需求的快速成长,造成网络带宽渐感不足,用户开始企求更大的网络传输带宽;再者,由于数字家庭的雏形日渐体现,多数的数字媒体应用都将以无线的方式进行,也使得无线宽带网络成为极热门的一项技术。而其中802.11n无线宽带技术因具备极佳的传输带宽及应用弹性,也成为目前最受期待的标准之一。
而经济部工业局半导体产业推动办公室与数字影音压缩联盟为了协助台湾厂商能够在此即将成形的市场中早一步取得优势,特举办了「发现无线局域网络802.11n商机研讨会」,让台湾有意投入此领域的企业能够迅速掌握发展的关键,尽早抢得优势的位置,成为无线网络产业的领先者,以下便是研讨会的内容节录。
802.11n技术发展与市场应用趋势
拓墣产业研究所 通讯研究中心张吟伶
目前网络的应用已由单纯的E-mail传送走向Video的影音播放,使得既有的网络带宽渐感不敷使用,而新一代的宽带网络标准也将因应而出,其中802.11n更是最受注目的标准。拓墣产业研究所通讯研究中心研究员张吟伶指出,根据IDC的研究数据显示,802.11n在2007年将会大规模的成长,而至2009年时,802.11n的渗透率将会超过50%。造成该标准快速成长的主要原因就是用户需求的大幅增加。包含视频会议、网络电视、甚至未来的高画质数字电视(HDTV)等应用,都需要依赖宽带网络来达成。
张吟伶表示,802.11n的特色就在于它使用了MIMO(Multiple Input Multiple Output)的技术。她指出,使用MIMO技术的802.11n与有线网络的传输效能接近,传输的质量也较为稳定,主要的使用频段为2.4GHz至5GHz之间,且QoS(服务质量保证)和省电性能也较以往的版本为佳。而在传输速度方面,802.11n的传输速度至少皆在100Mbps以上,目前市场上的产品也都在100Mbps至300Mbps左右,多使用2T2R(2传2收)的传输结构,而高阶的产品就有可能使用3T3R。而在芯片的设计上,国外厂商则多使用2T3R的结构,国内厂商则以1T2R为多。
《图一 拓墣产业研究所通讯研究中心研究员张吟伶指出,根据IDC的研究数据显示,802.11n在2007年将会大规模的成长,而至2009年时,802.11n的渗透率将会超过50%。》 |
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而802.11n在2006年时未能迅速发展的主要因素为标准的订定和认证未能如期进行,使得预期市场并未出现,因此导致许多先行抢占市场的厂商出现疲软的现象,而此现象将会在2007年时出现转机。张吟伶表示,由于各NB大厂将会于今年推出许多支持802.11n的产品,因此整体市场将会被带动起来,其中最主要的几个关键便是英特尔(Intel) Santa Rosa平台的推出、芯片价格的下滑以及WiFi联盟着手产品认证事宜的进行。她指出,影响最大的则是NB大厂推出支持802.11n的NB产品。
至于802.11n可为台湾厂商带来的何种商机,张吟伶则认为设备厂、芯片厂、以及天线厂将会有较多的切入优势。她指出,在设备厂方面,目前已有许多国外厂商设计了802.11n的产品,因此从事相关产品的生产组装和代工,都可为台?带来获利;而在芯片厂方面,目前生产802.11n的芯片可有较好的毛利率,相较于802.11g来说,代工价格有1至2倍的价差,因此对国内的芯片厂来说是个大利多;而在天线厂方面,由于802.11n使用较多的天线数目,因此相对而言,天线厂的获利也会提高,这几点都是台湾厂商可妥善利用的优势。
802.11n市场应用前景
Intel亚太区嵌入式产品事业部WiMAX/Wi-Fi产品部 产品营销经理苏宝纯
802.11n无线标准发展已一段时日,初期的发展状况并不好,传输封包的效率欠佳,需要将近50%的overhead和Noise的处理。而目前的传输技术已大幅提升,让传输的效率有突破性的进展,最大的改善便是封包传输的效率。其中最主要的因素便是采用了MIMO技术。
Intel亚太区嵌入式产品事业部WiMAX/Wi-Fi产品部产品营销经理苏宝纯表示,要了解MIMO技术之前,就一定要先知道SISO(Single Input, Single Output),所谓的SISO是在MIMO被提出之后才被明显定义出来,为与MIMO有所区隔。她指出,在过去的Wi-Fi传输架构中,真正能对Data Rate产生影响的只有Spatial Stream,无论其产品的天线数目多寡,一次也仅能处理一个Spatial Stream的传输。因此了解SISO、SIMO、MISO等模式之后,对于整个MIMO的传输架构才能有比较通盘的认识。她认为,在无线传输的系统设计和客户端(Clint)的设计中有几个要素要特别注意,第一为发送器(Transmitter)目、第二为天线(Antenna)目、第三则是接收器(Receiver)数目,因此当谈到一个1x2的MISO的系统时,指的便是一个发送器,两个接收器的架构。
《图二 Intel亚太区嵌入式产品事业部WiMAX/Wi-Fi产品部产品营销经理苏宝纯表示,要了解MIMO技术之前,就一定要先知道SISO(Single Input, Single Output),所谓的SISO是在MIMO被提出之后才被定义出来。》 |
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苏宝纯表示,要判断一个MIMO产品是否具备良好的数据传输质量并不是依其接收器和发送器的数量决定,而是要看其支持几个Spatial Stream。使用多重发送或是多重接收的目的是为了提高数据的传输量,让频波利用空间反射的原理达到提高传输量的目的。这也代表现在的传输技术较过去的单一接收模式更为有效率。目前的MIMO技术已有能力处理多个Spatial Stream的传输,能够在传输的过程中不让Data Rate流失。若要设计一个802.11n的系统的话,也是必须在一个有多重传输路径(multi-path)的环境下,因此若是在一个空旷没有屏障物提供频波反射的平地中,802.11n的传输优势便不会显现。
苏宝纯也特别提到无线产品并不是说卖就卖,尤其是一项新的技术和标准提出时。她指出,因为无线频段的应用是受到各别国家所控制,因此在投资前一定要先针对目标市场作详细的调查,了解各个市场目前的状况,千万不要冒然生产。目前MIMO和40 GHz的技术在许多国家都已有规范可以使用,包含美国、欧洲、中国、台湾等,都已接受Multi-Path的技术,而另有些国家则是两者尚处在不明确的状况,若要销售至这些市场就必须要花一点时间开发,甚至也有可能面临不采用的局面,至于日本和韩国则是接受MIMO技术,但40 GHz则不采用,因此厂商在进入这些市场时要特别注意。
802.11n产品应用与市场趋势
建汉科技产品管理副处长刘镇崇
相较于过去的Wi-Fi标准,802.11n的传输效能可说是有大幅的成长。建汉科技产品管理副处长刘镇崇表示,802.11n有几项特点,第一、就是OFDM的效能较前一代来的更好,Code-rate可达到六分之五,且带宽(Bandwidth)也较为宽广;第二、则为采用MIMO技术,它利用不同的天线产生多重的数据流(Multi-Data Stream),并支持4个Spatial Stream;第三、则为多样性(diversity),在前几代的版本中也同样具备这个特点,但802.11n则有更多的天线模式可供选择,且理论上来说,多根天线在传输上也更加稳定。而在节电效能上,由于新的11n设计比较复杂,加上处理器必须同时处理多个频道(Channel),因此理论上的节电性能较差。但刘镇崇指出,802.11n虽然较为耗电,但他也具备动态调整的功能,由于采用多天线的设计,因此只要侦测到某一天线传输效能差,便将之关闭,藉以节约电能,且若传输一个较大的档案时,11n的耗电量相对是比较低的。总结来说,802.11n具备了更高的带宽、较广的传输距离、较低的文件传输电秏、及较低的延迟(Latency)等优势。
《图三 建汉科技产品管理副处长刘镇崇表示,行动运算、固定与行动的整合应用(Fixed-mobile convergence, FMC)、数字家庭的多媒体应用、以及企业的IT应用等都是非常有机会发展的领域。》 |
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而由于802.11n的面世,预计也将会带起新的应用出现,目前比较受注目的有行动运算(包含UMPC、智能型手机等)、固定与行动的整合应用(Fixed-mobile convergence, FMC),如多模手机、数字家庭的多媒体应用、以及企业的IT应用等都是非常有机会发展的领域。刘镇崇表示,802.11n可以让数字生活更加的完善,日后仅需要一台PMP就可以进行文件传输,MP3 Player也可以直接连上网下载歌曲,甚至是WiFi的电视等都可以达成。
而在发展的动态上,刘镇崇认为,首波因应802.11n的产品为NB。他指出,目前几家NB大厂其实已将802.11n的标准内建至产品内,但并未于产品功能上标示,待标准底定后,便直接以更新驱动程序的方式启用;而第二波会成长的产业则为多媒体的家用领域,他表示,由于苹果(Apple)公司的推动,因可提高消费者的接受度,对市场也会有正面的帮助;接下来便是企业及家用的AP、Router、Bridge,因为一但NB已具备了大的传输带宽,自然基础建设端也要进行升级;最后则是服务提供商和行车信息系统(Telematic system)的需求。他也表示,日后若是芯片价格降低之后,应用也会越来越多。
802.11n技术测试验证要点
安捷伦科技电子量测事业群市场项目经理徐正平
过去的讯号测试和频谱分析常都是只利用一个BUS或一个Channel来对欲测试的讯号做验证。而到了MIMO的时候,因为有多个输入输出的信道,甚至是多个天线,这时仪器的测试就产生了困难。安捷伦科技电子量测事业群市场项目经理徐正平表示,过去的客户总有错误的认知,以为可以使用多部仪器同时进行即可,事实并非如此。多源讯号的量测还有许多的问题存在,必须仰赖专业的仪器和技术才能达成。
徐正平表示,自有OFDM技术发表开始,安捷伦便建议客户在进行讯号分析时要进行三个步骤。第一个步骤为讯号的频率及时间分析,可测试其频谱(Spectrum)、跌损、互补累积分布函数(CCDF)等之类的测试;第二步骤为做基本的调变解调,在调变解调之后,可研究其图形的状况,例如,讯号的群聚状况(constellation)以及OFDM的大小是多少,或者是观察Pilot Error是多少等。第三个步骤称为Advanced,可针对特别的讯号要求来做测试,藉以找出特定的问题,这个步骤主要是以除错为目的,例如Preamble Frequency Error等。
《图四 安捷伦科技电子量测事业群市场项目经理徐正平表示,多源讯号的量测有许多的问题存在,必须仰赖专业的仪器和技术才能达成。》 |
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而在产线测试的要点上,徐正平表示,过去在WLAN(802.11a和802.11g)的产线测试上比较简单,只要待测物讯号发出即可进行测试。后来仪器厂商开始提供One Bus的测试,里面开始有其他的功能,待测物只要打讯号至讯号分析仪中便可以测试EVM、Burst Power等参数。而发展到MIMO的阶段时,有厂商就使用好几台仪器迭在一起做测试,但这并不是一个经济的方式。目前已发展出结合(Combined)和转换(Swithed)两种比较好的方式,可依据MIMO的特性和各家设计的不同来组合应用。徐正平也提到,目前「Switch」的测试方法已可符合IEEE 802.11n草案规格的测试要求,同时对日后将定版的标准规格需求也做了预先规划。
徐正平最后提到,由于MIMO的推出,因此产商将来的产线要如何架构、规格要如何订定,产线又该如何对应以达到降低成本的目,最重要的是量测到正确的讯号,这都是非常值得思考的问题。