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谁主无线通讯标准! ?
 

【作者: 歐敏銓】2003年11月01日 星期六

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「网路通讯」,无疑是现代科技的一大成就,也在现今人们生活中扮演了举足轻重的角色。当前的两大网路系统,众所皆知即为网际网路(Internet)与行动通讯(手机系统)网路,两者的关系在四、五年前还是井水不泛河水,但近年来却是愈纠结愈深了。


目前大家对这两大系统的普遍认知仍是:Internet为有线网路的代表性平台,主要传递的是大量资料档案;手机系统则是行动通讯的标准平台,传递的讯息则从语音逐步扩大到更多的影音讯息。在人手一机或数机的今日,手机系统在无线网路的应用上似乎独占鳌头、占尽优势,对既有的系统或手机厂商来说,网际网路的功能显得只是选择性的附加价值,一切都在他们的掌握当中。


但事实真是如此吗?当人们习惯了Internet上的自由浏览、当Internet的无线技术快速地发展、成熟,行动通讯市场的游戏规则还会任由既有的业者所主宰吗?当两者的交会到达了一个临界点时,极可能会发生一场市场翻转效应,而其背后的决定关键,即是不断被证实的市场法则:「开放者赢!」


当手机系统遇上Internet

打开手机系统的发展史,我们可以很清楚地了解到,这是一个角头林立的市场:在第二代的数位手机系统中,即存在着GSM、CDMA、TDMA及PDC等标准,分别被于不同国家的不同电信公司所使用。每个标准背后代表着一个庞大而复杂的利益结构体,与台面上的电信业龙头(Qualcomm、Nokia、Erricson、Motorola....)有着千丝万缕的关系。


当手机系统遇上另一个通讯标准 - Internet时,众业者也体认到既有语音系统的不足,积极催生新一代的宽频、封包传递式手机系统标准。但面对下一代的标准延革,没有人愿意退居老二;尤其是在这个年产量直逼五亿支的手机市场,利益实在太过诱人,只要已分到一杯羹者,无不坚守自己的势力范围。


因此,下一代的手机系统标准 - IMT-2000(通称3G)虽被国际电信联盟(International Telecommunication Union,ITU)给订出来了,但这显然是利益折冲下的产物。 ITU选定的3G系统包含cdma2000、W-CDMA和UMC-136,这些系统标准之下又还有许多子系统,让既有的标准都有存在的空间;但这看似弹性的作法,却只是容许各个阵营继续巩固并抢占山头,也让更多人灰心或冷漠观望,要等这场厮杀告一段落才愿表态,这也使得3G的进展一延再延。目前手机系统标准的发展规划请参考图一。



《图一 手机通讯系统发展规划》
《图一 手机通讯系统发展规划》数据源:Ericsson;工研院经资中心,2002年12月

OMA开放行动联盟的使命与宿命

当两、三年前WAP(Wireless Application Protocol)手机雷声大雨点小的经验,让不少人做出手机连网不切实际的结论,但事实上在WAP推出之前,早有日本NTT DoCoMo iMode手机的成功典范。日本或许是全球少数掌有技术,又能让系统、手机、内容等业者通力合作的特殊案例,但这也说明了要成功推广手机的加值功能,打通行动通讯上、下游产业是一项必要的条件。


然而在WAP手机上网的失败例子上,系统业者的作法是各设专属的拨接入口平台,并签约掌控内容网站,把手机上网搞成独家的生意,当然也失去Internet独有的开放魅力。这种从个别业者利益出发的作法,着实扼杀了「行动上网」的成长空间。


在记取教训、并认清行动通讯网路服务并非个别厂商或团体能够独力支撑下,此一产业总算出现难得的大合解局面,包括Nokia、Ericsson、Motorola、Lucent、Microsoft、IBM、Hewlett Packard、Qualcomm等跨通讯、资讯、内容与应用的大厂陆续加入OMA开放行动联盟,其目的在于共同制定整个无线产业需要的共通架构、开放介面,以实现无接缝的端对端行动通讯服务。


当然,我们期待OMA真能发挥其功能,不过,笔者担心得仍是,此组织所标榜的「开放性」是站在众家大厂的利益折冲基础下,还是站在如同Internet一般的中立性基础上?依其目前定位来看,它对于多项网路服务标准,如Java、WAP 2.0和XHTML browsing等皆承诺大力支援,但在互通性上,OMA关心的对象仍限定于既有的手机系统,如GSM 、GPRS、EDGE、CDMA、UMTS等。


3G网、音合流阻力大

有一个关键的问题是:在目前3G的标准中,仍是采用手机系统与Internet分流的架构,在此架构下,手机讯息皆得经过个别系统业者的局端基地台,才能转发出去。依业者的说法,此架构的目的在于确保即时的语音品质;但进一步剖析,系统业者更在意地应该是要确实地计算与收取用户每一笔的使用费、分析用户的上网行为,并掌控网路连结的功能性,例如增加MSN的即时讯息,或Yahoo的Avatar网路化身等等,进而收取连线费或抽取内容网站连结佣金。


对系统业者来说,要割舍下此一商业模式,而让用户有直接连网的空间,损失的利益实在太大,因此期待他们放弃既有系统,转而全力推动网、音合流,看来并不容易。若是如此,OMA的「开放」将是有局限的,对于手机系统短、中期的互通性或许有所帮助,但就长期来看,该组织仍难免要面对「全IP无线通讯」设备兴起的直接冲击。


全IP无线通讯的发展潜力

行动或无线网路通讯的最佳发展方向,是让既有的手机系统与Internet能够成为不分彼此、水乳交融的一个网路,因为对于任何一个用户来说,根本不在意他是透过那种标准来收发讯息。既然目前手机系统产业的包袱那么沉重,那么全IP的手机系统会不会出现呢?


先来看一看这样一支IP手机系统的好处:多数在现在网路世界行得通的讯息沟通,如网站浏览、收发信、即时讯息、拨放影音档案,当然还包括语音、影像通话等等应用,都能全套搬到手机上头,而此一手机也才称得上是一支「全方位的可携式多媒体通讯平台」。


或许有人会担心语音的品质。的确,在愈特定的骨干网路(Overlay Network)中,语音资讯的传输品质愈好,但其实服务品质保证(Quality of Service,QoS)的技术发展已久,在有线骨干上的可靠度已经相当高,目前未见普遍应用只是骨干业者未大力推广而已(为了延长旧系统的汰换寿命,及避免因开放而稀释掉既有的语音收益)。其实语音封包的大小只需9.6Kpbs的频宽就能应付了,品质保证的难度并不高,透过网路谈电话(VoIP)、传即时视讯(Video Conference)的情况也愈来愈多,Internet成为多媒体通讯主流平台的趋势相当明显。


全IP无线骨干呼之欲出

既然有线网路的多媒体通讯行得通,到了无线的世界会有什么问题呢?在无线网路的技术中,WLAN(IEEE 802.11,又称Wi-Fi)可说是当前的市场明星。该技术从11b(11Mbps)的制定后开始起飞,如今已是PC、Notebook的标准配备之一,并被许多的家庭、企业及公共场所(如机场、咖啡厅、展示场)广泛应用。 WLAN从发迹到今日的盛况,才不过短短两年多的时间,而这段期间还是百业萧条的经济衰退期,让WLAN更显得一支独秀。


如今打铁趁热,54Mbps的11a与11g已陆续登场,各家厂商皆摩拳擦掌、争先恐后推出新产品,准备接收这一波改朝换代的成长收获。而在OFDM的技术架构下,WLAN的下一个目标将朝更高传输速度及更大传输距离发展,请参考图二。



《图二 Wi-Fi无线技术发展蓝图》
《图二 Wi-Fi无线技术发展蓝图》数据源:零组件杂志144期(2003年10月号)

就大区域或户外的连结来说,802.11百公尺内的涵盖范围仍然太小,并非理想技术,要克服是涵盖率的问题,有必要再与其他的技术相串连。 「室内无线、长程有线」的方案虽然可行,但行动上的弹性仍然不足;随着IEEE 802.16在去年(2002年)4月公布后,802.11的无线延伸变得更是潜力无限。


802.16a大幅拓展无限潜力

新一代的802.16a广频无线撷取技术将无线网路的通讯距离拉大了上百倍,其理论上的支援半径高达50公里,最大传输速度也比802.11快,能以120Mbps的速度同时服务60位用户,并能和WLAN的热点无障碍地连结;目前此项技术正积极定义施行的细节,预定在明年(2004年)中可以问世,届时将能有效解决802.11涵盖范围太小的问题。


802.16a是属于固定式无线宽频(fixed wireless broadband)标准,至于高速移动时的通讯品质保证上,IEEE也从16a延伸制定了802.16e的标准;此外,也有另一套行动宽频(mobile broadband)标准- IEEE 802.20 (MBWA;Mobile Broadband Wireless Access)正在制定中,依据它的规范,即使在高速250公里的赛车中,仍然能够保有清楚的通讯品质。因此未来不论是在户内、户外或高速移动的环境下,都能以全IP的无线方式与Interent相连结,届时全IP的多媒体行动通讯设备自然也会应运而生。


谁主无线通讯标准?

「通讯」,可以说是人类最基本的需求,但为何要限定在手机上头使用,而不能用PDA、游戏机、MP3,甚至是数位相机、数位摄影机来打电话?为何讲行动电话非得经过系统业者的基地台,而不能直接透过网路来连结?再者,何必管它是语音还是其他的多媒体讯息呢?从资讯产业过去的发展中,我们可以看到通讯产业的未来极可能走向很不一样的方向。


「开放性」决定主流规格

其实资讯产业已开始将焦点转移到行动通讯设备的市场,而他们在PC与网路市场的成功模式,很可能会在手机市场再度发生。 PC市场的成功要素,在于「开放」,虽然有微软与Intel两大巨头盘踞,但此一垄断性也塑造了「相对开放」的环境,只要相关的标准一发布,各家厂商皆可投入发展、参与市场竞争。


在Internet的市场上则提供了更充分的竞争环境,只要是有商机的技术一经制定,马上有技术最专精的团队投入开发,并在不断地竞争下改进技术,将其推向最实用、实惠的商用阶段。不论是Router、Switch、Firewall,乃至于目前当红的WLAN,一再证实了开放环境提供了技术成长的最大动力 - 只要遵循标准,够本事者都可以进场争雄。


因此,只要无线网路的标准发展地更成熟时,我们可以期待网路手机或IP手机的出现,并对既有的手机系统市场正面宣战。且不论这场战役的结果会是如何,对所有用户来说,最在乎地还是服务的品质、价格与应用的多样性与自主性,而「自主性」的地位会日益重要,业者必须调整好「开放」的心态,才能因应此一数位社会中的应用新需求。


延 伸 阅 读

802.16e vs. 802.20
在Internet的行动通讯标准中,有两项标准正在如火如荼的制定中,那就是802.16e和802.20,这两项标准虽然有相似的应用定位,但在技术上的细节却有不少差异,因此应可视为互补性的标准。本文中将对两项标准做一比较分析。

下一代无线网路架构趋势
无线区域网路(WLAN)技术的进展让晶片与设备厂商更能抢攻家庭与企业市场。本文中探讨晶片供应商如何采取不同策略、发展新型无线区域网路技术以及成功关键,取决于找出与解决RF与DSP领域中的各种架构问题。 (出处:零组件杂志144期10月号)
新世代网路运算 - Mobile Computing
随着科技不断地演变创新,集中式的网路运算已开始转为更有效率的分散式管理,而能随时随地与系统做资料性的存取与运算的Mobile Computing,将是下一代网路运算的行动商务明星技术。本文中对此一发展趋势与技术架构做了进一步的说明。
无线城域网路(WMAN)的新选择 - 802.16
在2002年4月公布的IEEE 802.16标准,让WLAN的延伸具有无限的潜力。本文中将概述802.16的源起、技术特色与制定现况,并提供更多的相关资讯连结。
网际网路的新革命(The Internet Reborn)
本文中将介绍由许多重量级大厂(如Intel)所共同推动一项大型计画- PlanetLab,此一计画的目的在于以全新的网路架构来取代旧有的Internet架构,而此架构的优点在于更快速、更安全,而且更有智慧。 (Technology Review月刊十月号)
Wi-Fi 联盟IEEE 802.11g 规格认证说明
这是由Wi-Fi协会所提出的802.11g规格认证说明,以问答方式解释802.11g的技术特色,并与11a及11b两种标准进行比较,说明三者有并存的空间。另外也对微波干扰(无线电话或微波炉)问题做了相关说明。
相关组织网站
WiMax(802.16推动组织)
CDMA Development Group
3G Newsroom(3G新闻网)
IEEE网站之802.20标准介绍
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