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Wireless HD技術應用蓄勢待發!
 

【作者: 龔俊光】   2009年10月13日 星期二

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WirelessHD的技術發展與主要參與廠商


2006年,由Panasonic(Matsushita)、NEC、Samsung、LG、SiBEAM、Sony與Toshiba共同組成聯盟,推動WirelessHD技術,並於2007年第四季提出WirelessHD的技術規格。



該聯盟對於WirelessHD技術的推動,其目標是企圖利用60GHz的無線電波,開發在10公尺範圍內以無線方式傳送非壓縮的高解析度影音內容,以因應未來家庭影音娛樂的需求。



Intel也隨後加入WirelessHD組織,從其對於數位家庭的推動,即有可能是期望運用WirelessHD所架設的WVAN(Wireless Video Area Network)無線影音網路環境將電腦或Media Center中的影音內容,以無線方式傳輸至螢幕上播放。



WirelessHD技術規格


以往透過高速有線/無線網路傳送影音內容時,多是採取先將資料壓縮或封包方式來傳輸,因此硬體製造商必須在設備中搭配高容量記憶體與解碼器來處理被壓縮及封包的資料,此一過程也容易造成視訊資料流失等錯誤發生。



WirelessHD則是無損耗傳遞,以60GHz頻段的無線電波傳輸無壓縮的高解析度影音內容,其傳輸速率將達到4Gbps至25Gbps,可因應傳送一部1080p的高畫質影片。



(表一) WirelessHD傳送未壓縮的高解析度影音內容的頻寬及傳遞延遲分析<資料來源:WirelessHD,資策會MIC,2008年8月>









































Application

Data rate

Target Latency

Uncompressed 1080p A/V

3.0 Gb/s

2 ms

Uncompressed 1080i A/V

1.5 Gb/s

2 ms

Uncompressed 720p A/V

1.4 Gb/s

2 ms

Uncompressed 480p A/V

0.5 Gb/s

2 ms

Uncompressed 7.1 surround sound audio

40 Mb/s

2 ms

Compressed 1080p A/V

20~40 Mb/s

2 ms

 




在傳輸與干擾方面,WirelessHD的無線電波信號波長約5mm,屬於點對點傳輸方式,並具有一定範圍內的指向性。



在傳送過程中,訊號可能因為時間、距離或角度而產生衰減,或是遇到障礙物而產生信號波反彈或散射,因此WirelessHD運用類似多重輸入多重輸出MIMO(Multi-input Multi-output)的無線傳送與接收技術,透過多重天線或智慧天線陣列來傳輸二個以上的獨立資料串流來運作。



應用智慧天線陣列技術,只要瞄準方向,同一空間中若有多台影音設備亦不會互相干擾。再者,電波也會藉由反射的方式經由其他路徑傳送,可避免因行人或家具的阻隔而發生通信中斷。此外,使用智慧天線技術控制電波發射與接收方向,可藉由智慧天線陣列來匯集散射的訊號,讓接受器的訊號處理器得以接收到較多的訊號量,而接受器的訊號處理器將所接收的訊號加以運算並重整為完整的串流資料。



WirelessHD技術正持續開發智慧天線陣列技術及保密技術,並搭配SiBEAM開發的晶片,可以改變電波接收與發射角度,找到信號最強的方向;而保密技術則是避免信號傳送過程中被干擾或攔截,同時也可確保數位影音內容的數位版權。



WirelessHD的應用以傳輸高解析度影像為主


從上述的WirelessHD技術規格,可見WirelessHD是為了讓使用者以無線方式連結影音光碟機、Set-top Box、遊戲機等多媒體影音娛樂設備,並能以無線方式傳送及播放非壓縮的高解析度影視畫面。




《圖一  WirelessHD 應用架構示意圖 》


資料來源:資策會MIC,2008年8月




\



WirelessHD的運作與安裝,主要是考量對於家居環境使用而言,因為採用無線傳輸,因此不需要在屋內進行各種影音傳輸線路之佈線,對於空間佈置更為美觀便利。



展望數位影音家電的發展,隨著影音娛樂朝向數位化發展,除了硬體之間需要線路連結,軟體、內容與服務也需要網路及各種連結介面來達成相關應用。



不過,隨著各種影音設備與隨身多媒體娛樂產品的問世,各種產品之間連結介面與操作也更加複雜。為了簡化及方便使用者操作,應用WirelessHD技術,只要將攝影機、STB、DVR等影音設備置放於無線電波可傳送與接收的位置,不需轉接任何有形線路即可將畫面傳送至電視,這就是WirelessHD企圖達到的應用。



眾多超寬頻無線網路技術興起,市場發展仍有挑戰


諸如WirelessHD的無線網路傳輸在家庭的應用,主要是企圖取代原有的實體線路傳輸,以達到無線及無限的高解析影音內容傳送。除了WirelessHD之外,尚有其他超寬頻網路技術被開發與應用,例如WirelessHDMI、WHDI以及Wireless USB。



WirelessHDMI技術以UWB超寬頻技術為基礎來發展家用視訊無線傳輸,該技術主要由Tzero與ADI(Analog Device Inc.)共同合作開發,目的也是希望能接將HDMI的影音內容以無線傳輸。不過,該技術並非從原有的HDMI標準所延伸,也尚未獲得HDMI的相關授權與認證。



另一針對高速無線傳輸高解析影視內容的技術WHDI,是由以色列公司Amimon所開發推廣的技術,該技術並成立無線家庭數位介面組織(WHDI SIG)以推動該技術,主要成員包含Hitachi、Motorola、Samsung、Sharp以及Sony。WHDI以802.11n技術為基礎,開發可在100公尺距離內傳送未壓縮的高解析影像。



比較WHDI技術與WirelessHD在規格方面的不同,WHDI以5GHz的頻帶提供可達150公尺距離內的無線傳輸能力,但傳輸速率只有3Gbps;而WirelessHD則是以60GHz頻帶提供每秒4Gb以上的資料量,但是只能傳送10公尺距離。從家庭應用面而言,WHDI強調在較大的居家環境中,提供足夠負擔高解析度影視內容傳輸的無線網路技術;WirelessHD則是著重於較小的房間範圍內可提供較大傳輸量的技術應用。



結論


超寬頻技術應用於高解析度視訊傳輸


Panasonic於2008年CES展覽中所示範的WirelessHD應用,利用60GHz頻帶無線電波來傳送未壓縮的高解析度影視畫面。根據資策會MIC執行之經濟部ITIS計劃分析,就其技術發展與應用前瞻而言,預期家庭網路的市場成長潛力將持續擴張,吸引眾多廠商投入。



綜觀WirelessHD與其他相關技術的規格,家庭網路的應用需求,除了一般的資料傳輸之外,有更多機會是傳輸高解析度的影音娛樂內容。針對傳輸高解析度的影音娛樂內容的應用需求,讓使用者能享受高品質的影音娛樂,因此包含家電業者、資訊廠商、網路設備廠商及IC設計業者,皆朝向以超寬頻技術為基礎來開發家庭網路,以達到高傳輸速率、大頻寬的網路技術。



超寬頻技術標準眾多,市場推展挑戰性高


基於家庭影音娛樂傳輸應用,眾多廠商投入開發以超寬頻技術為基礎的家庭網路,包括上述的的WirelessHD、WHDI、WirelessHDMI等。除此之外,目前資通訊應用發展中的Wi-Fi,或是其他短距無線寬頻網路如Wireless USB、Bluetooth等相關技術,也是家庭網路應用中常被討論的技術。



面對諸多的網路技術標準興起,對於資料傳輸的安全機制與各種設備平台之間的資料連結、轉換,都將產生新的應用需求。而在標準獲得確立之前,技術標準分歧與相互競爭之態勢,將影響未來市場的推動與普及。



(本文作者為資策會MIC產業分析師)



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