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關鍵零組件市場動態與分析
Home Gateway家用閘道器

【作者: 鄧友清】   2003年05月05日 星期一

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近來「家庭網路」這個題目相當熱門,許多廠商紛紛推出這種概念的產品,產品範圍也極大;包括微軟為了進軍家庭網路市場開始賣起無線網路卡、存取橋接器,Sharp推出可攜帶的無線傳輸液晶電視,還有Sony推出具有PVR功能的Cocoon系列、富士通自動化公司推出家用機械人等。這樣多元化的產品都預告了未來家庭網路商品多樣化的發展,其中,能夠連結家庭網路內部各類設備,順利串起家庭網路內部產品與對外連結的靈魂產品,就是「家用閘道器(Home Gateway)」。


《圖一 家用閘道器的地理位置》
《圖一 家用閘道器的地理位置》資料來源:工研院經資中心

「家用閘道器」是為了讓家庭網路眾多產品找到一個可以相互溝通的平台而產生的產品。為了因應各類消費者不同的需求,家用閘道器的功能樣貌也不盡相同;目前較常見的有具備Router功能的Modem,具有語音服務功能的DSL IAD/Router或是VoIP Cable Router,以及具有Router功能的Set-top-box等。


這麼多種類的家用閘道器中,目前以具有Router功能的Modem銷售量最佳,這是由於家庭網路尚在發展初期,因此消費者對家庭網路的需求,如(圖二),大多只是分享檔案、分享列表機資源、分享上網資源(共用一個ISP帳號上網),因此在家用閘道器銷售量方面,也以串聯家中資訊設備為主的Modem/Router最好;以下將介紹家用閘道器關鍵零組件的發展。


《圖二 消費者想要家庭網路的期待因素》
《圖二 消費者想要家庭網路的期待因素》資料來源:In-Stat;工研院經資中心整理

家用閘道器基礎架構

家用閘道器除了提供家庭網路各產品技術溝通的平台之外,最重要的工作就是做好對外(WAN)及對內(LAN)的連繫。由這樣的工作目的,可知家用閘道器的架構圖就,如(圖三)所示,它由共通匯流排(common bus)提供各單元的實體連結,家庭內部網路介面(in-home network interface)讓家庭內部設備(包括電腦、列表機、數位電視等產品)間可以順利溝通,服務提供者網路介面(Service Provider Network Interface)負責與外部網路各式技術連結,支援處理單元(Processing Support)則包括一些處理器、儲存單元等支援家用閘道器運作的零組件。以下針對家庭內部網路介面、服務提供者網路介面及支援處理單元這三項單元介紹未來發展趨勢。


《圖三 家用閘道器架構》
《圖三 家用閘道器架構》資料來源:Capstone Documents

家用閘道器各單元市場發展及廠商狀況介紹

家庭內部網路介面

目前在家庭內部使用的產品,一般的網路通訊技術包括Ethernet、IEEE 802.11b/g/a(無線區域網路技術規格)、HomePlug 1.0(電源線通訊技術規格)、HomePNA 2.0(電話線通訊技術規格)、IEEE 1394a、USB等;由於不同的消費者對於家庭網路的需求不同,使用的通訊技術也不盡相同,所以連帶的會影響到家用閘道器設計。例如王小明家裡有一台可以無線上網(規格IEEE 802.11b)的電腦,一台用Ethernet上網的桌上型電腦,他所採用的家用閘道器就必須具備有IEEE 802.11b與Ethernet的規格;李自強他有一台無線上網的電腦,為了怕干擾,採用的規格就是用5GHz頻段的IEEE 802.11a,因此他所使用的家用閘道器必須要有IEEE 802.11a規格。由此可知家用閘道器內部網路介面並沒有一定的規則可循,廠商可以大眾最需要的規格來設計自家的家用閘道器規格。


以目前的家庭網路通訊技術市場狀況來說,Ethernet市場的銷售量最佳,這與Ethernet便宜及消費者熟悉度高有極大關係,因此,佔了絕大部分的市場;但是,未來五年隨著無線區域網路產品價格愈來愈低,IEEE 802.11b/g/a的產品將逐漸取代Ethernet的地位,並成為家庭網路通訊技術主流。所以可知未來無線區域網路通訊技術將成為家庭網路內部通訊技術主流,因此在家用閘道器中的比率也較高,以下探討未來主流技術IEEE 802.11b/g/a晶片的狀況。


《圖四 全球家庭網路各通訊技術市場銷售量統計與預測》
《圖四 全球家庭網路各通訊技術市場銷售量統計與預測》資料來源:In-Stat;工研院經資中心整理

在兩年前探討到無線區域網路標準時,總是讓人覺得頭昏眼花,因為存在了相當多的標準,包括HomeRF、IEEE 802.11、IEEE 802.11b、IEEE 802.11g、IEEE 802.11a、HiperLAN2等等。但現在,經過市場的淬煉,市場上已經有所謂主流的標準---IEEE 802.11b,但IEEE 802.11僅是讓市場開始成長的初期標準;以IEEE的規劃,未來無線區域網路規格則將會朝著IEEE 802.11g或IEEE 802.11a發展。


看好無線區域網路市場的發展,目前投入無線區域網路晶片市場的廠商相當的多,見(表一),包括國外的Agere、Atheros、Intersil、Broadcom、TI及國內的上元、瑞昱、益勤等。但其實有部分跨進這個領域的晶片廠商,在一開始進入市場就鎖定「家庭網路市場」,他們為了讓消費性電子產品在傳輸上講究QoS的需求可以順利的被達成,因此在晶片設計上都強調QoS功能,這些廠商包括Atheros、Magis Network、Cirrus Logic、Elipsis Digital System等,Intersil則是看好家庭網路多媒體傳輸市場大餅而投入;雖然這些廠商立意相當不錯,但是由於多媒體影音連網設備市場尚未起飛,所以這類的晶片目前銷售成績十分有限,市場還是以一般傳輸Data的基本型晶片為主。所以目前應用在家用閘道器的晶片多半為基本型的無線區域網路晶片為主,許多固網服務業者(如中華電信等)提供給客戶的家用閘道器就是一般可無線上網的Wireless Router。


表一 無線區域網路晶片供應商
WLAN IC Vendors Technology
ADMTek 802.11b
Atheros 802.11a,a/b/g
Agere 802.11b and 802.11a
Broadcom 802.11b,802.11g,a/b/g
Cirrus Logic Whitecap2 work w/802.11b radios
Intersil 802.11a,b,g,a/b/g
Magis 802.11a
Marvell 802.11b,g
Mobilian 802.11b/Bluetooth
Philips 802.11b
Resonext 802.11a,a/b/g
RealTek 802.11b
Synad 802.11a/b,a/b/g
Systemonic 802.11a and b
TI 802.11b,g using PBCC Modulation,a/b/g
資料來源:In-Stat;工研院經資中心整理

服務提供者網路介面

一般寬頻到府的網路技術包括FTTH、Satellite、Cable或DSL等。現階段,家庭網路對外連結方式以Cable及DSL這兩類網路技術為大宗,未來隨著頻寬需求量漸增及偏遠地區對上網的需求愈多,FTTH與Satellite的上網方式比率也將會隨之增長,如(圖五)。由此觀之,家用閘道器對外連結部分,至2006年,將會以Cable及DSL這兩類網路技術為主。


《圖五 全球服務提供者網路各類介面市場統計與預測》
《圖五 全球服務提供者網路各類介面市場統計與預測》資料來源:In-Stat;工研院經資中心整理

目前成功切入DSL及Cable家用閘道器晶片的廠商有Broadcom、ST Micro與TI等,有趣的是Broadcom與TI亦切入了支援處理單元的通訊處理器部分;事實上,這兩家廠商也提供無線區域網路的晶片解決方案,由這樣的佈局觀之,Broadcom與TI也會順水推舟推出家用閘道器完整的晶片解決方案。


表二 提供家用閘道器對外網路介面晶片廠商
Vendor Products Segment
Broadcom BCM93348RG CableHome reference Design using BCM3348 Cable Modem Chipset,BCM 3360 Cable Gateway Chipset Access(Cable)、Comm Processor
ST Micro ADSL Gateway Chipset/Reference Design Access(DSL)
TI TNET C4320 133 MIPs comm processor,TNET C408 Cable WLAN Gateway Reference Design,TNETC 402 DOCSIS Chipset,AR5 802.11b/DSL Router Chipset Access(DSL、Cable)、CommProcessor
資料來源:In-Stat;工研院經資中心整理

支援處理單元

在支援處理單元部分,主要以通訊處理器為主,目前有Conexant、Globespan/Virata、Intel與Ishoni/Philips等廠商推出這類產品。值得注意的是,Intel與Philips都以併購或研發的方式進軍到無線區域網路晶片領域,也就是說這些廠商也嘗試切入家庭網路內部通訊領域;由此可知,這類廠商也並不是僅佈局家用閘道器通訊處理器市場,他們是以這個角度為家用閘道器市場的敲門磚,未來還是會設法以各種方式提出家用閘道器整套晶片解決方案。


表三 提供家用閘道器通訊處理器的廠商
Vendor Products Segment
Conexant CX82110 Home Network Processor Comm Processor
Globespan/Virata Globespan DSL IC and Virata Helium Comm processors Comm Processor
Intel IXA Comm Processors:IXP 425,422,421,420 Comm Processor
Ishoni/Philips Philips PTD Gateway on Chip Processors Comm Processor
資料來源:In-Stat;工研院經資中心整理

結語

未來隨著家庭網路市場發展愈來愈蓬勃,掌握著對內對外隘口的家用閘道器市場也將成長快速,系統產品的需求提高也將帶動晶片市場成長,預期未來家用閘道器晶片市場成長相當快速,至2006年產值將以平均成長率高達133%的方式成長,預估2006年時,晶片市場將成長至21.6億美元的成績,如(圖六)。這樣高度成長的產業已經引起許多廠商的注意,因此預期未來兩年將有更多廠商投入,家用閘道器的發展也將會朝向更多元化方向發展。


《圖六 全球家用閘道器Bill of material(不含軟體)產值預估》
《圖六 全球家用閘道器Bill of material(不含軟體)產值預估》資料來源:In-Stat;工研院經資中心整理
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