IEEE-1394是將近有10年歷史的技術標準。過去，它似乎一直是高價位的象徵；不過，隨著消費性電子產品的處理速度之不斷增加，尤其是多媒體應用的普及，遲早會使1394的成本下降的。屆時，恐怕又要造成一股3C產品整合的風潮。

技術簡介

1394是一種高速串接的週邊介面技術，它可以將硬碟、數位相機、數位攝錄影機（digital video camcorder）和其它裝置連接到電腦或電視上，如(圖一)所示。這項技術最先是由蘋果電腦（Apple）發明，並稱呼它為FireWire（Sony則稱之為iLink）。1995年時，它被IEEE學會採用，並正式定義為IEEE-1394標準。IEEE-1394a的資料傳輸率是100、200和400 Mbps；IEEE-1394b則超過800 Mbps以上。

《圖一　透過1394技術，可以將許多種設備連接在一起》

開放主機控制介

1394的「開放主機控制介面（Open Host Controller Interface；OHCI）」是一種開放型的通訊協定標準，製造商可以從網路上免費下載。此通訊協定包含了3層：實體層、鏈結（link）層、交易（transaction）層，另外還包括一個串列匯流排的管理程序，如(圖二)和(表一)所示。OHCI是1394的核心技術；此外，Compaq、Microsoft、National Semiconductor的USB通訊協定也叫作OHCI。

《圖二　1394的OHCI架構》

在通訊時，一個1394裝置必須先請求控制實體層，如果是使用等時傳輸，則傳送者和接收者的位址會被送出，之後，資料封包也會被送出。當接收者收到封包時，它會回送「確認（acknowledgement）」訊號給傳送者；如果傳送者收到的是「不確認」的訊息，則它會啟動「錯誤修復（error recovery）」的機制。傳送者完成「控制請求」之後，能夠啟動高達64個「交易」──亦即傳送者和接收者之間，可能形成高達64個資料傳收管道。

當使用等時傳輸時，傳送者會申請一個特定頻寬的通道。之後，傳送者送出一個通道的統一編號（ID），然後再傳送資料。接收者監控資料串流，並只接收具有此特定通道編號的資料。如(圖三)所示。

《圖三　1394等時傳輸的訊框（frame）格式》

等時資料的傳輸優先次序比非同步資料高。在邏輯上，這表示傳輸等時資料的裝置將具有一個「專屬的」通道，直到它將等時資料傳輸完畢為止。不同的是，非同步資料是在時槽（slot）可以被使用時，才能傳輸。因此，等時傳輸可以確保即時資料（譬如：視訊串流）可以被正確地傳收。

要注意的是，在OHCI標準中，並沒有定義資料調變或解調。1394是一種完全數位化的通訊協定，它傳輸時，並不需要將數位訊號轉換成類比訊號，它的資料串流是「端點對端點」數位化的。因此，可以節省許多設計成本。

應用趨勢

在2005年元月的Las Vegas消費性電子產品展（CES）中，全世界主要的製造商都推出具有1394功能的消費性電子產品。這似乎顯示了1394應用到消費性電子產品的時機已經來到了；而1394的普及化也比以前更有可能實現。

在2005 CES展中，新一代的高畫質電視機（HDTV）、DVD錄/放影機（recorder/player）、影音接收機（A/V receiver）...等家電產品，都已經採用1394介面。它們所張貼的技術商標有：i.LINK、FireWire和DTV-Link。DTV-Link是Consumer Electronics Association的1394商標。雖然這些商標不一樣，但是全都指同樣的1394標準。

LG、Samsung、Sharp、Sony、Philips和Toshiba的HDTV、30多種新型的DVD錄/放影機、20種筆記型電腦、新型的影音接收機、Tablet PC、數位攝錄影機，甚至可錄影或放影的Blu-ray DVD原型機都具有1394介面。Blu-ray DVD可以將高畫質的電影儲存在一個DVD碟片裡。由於Blu-ray DVD的出現，如今可以預知的是，目前市面上的一般DVD錄/放影機之價格勢必會降到200美金以下，以迎接Blu-ray DVD的到來（它可能會在2005年底問世）。

這些廠商大多數是第一次採用1394技術，可見得1394已經受到PC廠商和消費性電子廠商的重視，這應該是10年來的頭一回。在2005 CES展中，具有1394介面的產品和廠商，在此整理條列如下（廠商後之括號內代表產品種類數量）：

應用到HAVi

「家庭影音互通（Home Audio Video Interoperability；HAVi）組織」使用IEEE-1394-1995匯流排，當成HAVi網路的基礎，可以傳輸即時的視訊/音訊串流（譬如：DV和MPEG-2）；參見(圖四)。這表示HAVi裝置是符合IEEE-1394-1995和IEC 61883標準──這是由國際電工委員會（International Electrotechnical Commission）制定的通訊協定標準，它使用IEEE-1394來定義影音設備的數位介面。更明確的規格要求，可以在HAVi標準的1.5節裡查到。大致而言，因為IEEE-1394-1995具有下列的功能，所以被HAVi採用：

《圖四　HAVi多媒體家庭網路》

1394可以讓所有的HAVi 和BAV（Base AV device）裝置可以連接在一起。BAV裝置具有1394通訊埠，並具有Java程式（儲存在ROM中）。它沒有HAVi通訊協定堆疊，不過，可以透過IAV（intermediate AV device）或FAV（full AV device）裝置來控制它。因此，BAV裝置的成本比較低。對使用者而言，1394具有下列的優點：

不過，廠商仍然可以在他們的HAVi裝置內，自行設計多重介面，譬如：無線電鏈路、類比...等，因此，可以連接更多的不同裝置。廠商可以自行決定他們的HAVi裝置是否要支援「裝置控制模組（device control module）」。如果必要，可以將影音串流「轉碼（transcode）」，以允許其它的HAVi裝置能控制這些裝置，並從那個裝置傳送或接收即時的影音串流。例如：將MPEG-2檔案轉換為MPEG-1或MPEG-4；MPEG-4或DivX AVI檔案轉換為MPEG-1或MPEG-2等等。

連接至乙太網路

乙太網路（IEEE 802.3）是目前分佈最廣、用戶最多、安裝最容易的有線電網路技術。任何想要普及於辦公室、家庭網路的技術似乎都要能夠與它連接，如(圖五)所示。但是1394想要和乙太網路連接在一起，會遇到一些挑戰，必須先克服才行。這主要是因為它們處理影音資料串流的方法不同所致。尤其是1394和「網際網路通訊協定（Internet Protocol）」對「服務品質（quality-of-service；QoS）」的實踐方式不一樣。

《圖五　1394和乙太網路相互連接》

其實，家庭網路快成為一種「零售名詞」了。1394轉乙太網路的介面裝置將來可能會像乙太網路卡一樣普遍。然而，一般的影音娛樂設備和傳統的資訊（IT）設備是不能直接連接，因為後者的通訊特性本質上是「突發的（bursty）」，而前者傳收的是連續的資料串流。1394通訊協定是被設計用來處理影音串流的，它具有一個「被保證的」QoS；但是乙太通訊協定支援「最大努力的」QoS。因此，它們之間需要一種新的QoS模式。

2003年底，CEA已經採用了新的QoS標準（CEA-2007），可以解決這個問題。它是一種介面標準，能夠將1394網路所使用的參數式QoS機制（可以保留頻寬），映射到乙太網路所使用的802.1Q優先順序中。CEA-2007認得三種不同等級的QoS：最大努力（best effort）、順序路由（priority routing）、完全被管理的連接。其中，「最大努力」是沒有QoS保證的，它是乙太通訊協定的「QoS」；「順序路由」也稱為「優先順序被區分的QoS」；「完全被管理的連接」就是「參數化的（parameterized）」QoS。幾個乙太網路所支援的更高優先順序，都被CEA-2007捨棄了。

CEA-2007利用剩餘的優先順序，來定義高速的影音資料串流的應用。CEA-2007使用簡單的QoS實踐方式，有助於中途不可中斷的影音資料串流（電影或音樂）之傳輸。據CEA宣稱，CEA-2007標準可以向後和向前相容，因此廠商不用擔心QoS的穩定性問題。此外，在進入乙太網路之前，1394的影音資料串流必須先以新方法編碼，但是，這並不會影響到品質。

在乙太網路上，使用802.1Q的優先順序被區分好的QoS之後，影音應用能夠指定比資料應用還高的優先順序，這樣就可以讓影音應用具有網路的優先傳輸權。但是，如果影音串流的總數量超出了乙太網路能夠支援的頻寬大小，則所有的影音串流傳輸將會擁塞。

一個參數化的QoS（完全被管理的連接）模式，具有為端點對端點的路徑保留資源之效能。因此，當沒有足夠的頻寬來支援一個新的串流時，此串流是不會開始傳輸的。而其它既存的串流不會受到影響，仍將繼續傳輸。參數化的QoS是有一點複雜，不過，對一般企業而言，不是所有的公司都需要這樣高級的網路。

802.1Q的優先順序欄位（priority field）將傳輸的優先順序分成四個等級，由大至小依序是：網路管理、參數化的QoS、優先順序被區分的QoS、最大努力。網路管理的優先順序是最高的，因為它要確保網路頻寬能夠被充份利用和回收資源。參數化的QoS能夠確保在網路上已經取得資源的串流，具有最優先的傳輸權。優先順序被區分的QoS按照傳輸的優先順序，來決定資源的分配與取得。但是，參數化QoS的優先順序仍然比「優先順序被區分的QoS」高。「最大努力」的優先順序是最低的，當屬於其它等級的QoS的串流被傳輸後，才會輪到屬於「最大努力」的串流。傳統裝置的QoS預設值就是「最大努力」。

除了QoS以外，1394轉乙太網路的介面裝置還必須解決下列的通訊協定問題：

連接至MBOA

「1394貿易協會（Trade Association）」於2005年初，決定開發支援「多頻帶OFDM媒體存取控制器（multiband OFDM medium access controller；MBOA MAC）」的「通訊協定適應層（protocol adaptation layer；PAL）」。這個PAL是位於MAC和應用層之間，在1394的通訊協定架構上建置而成，這包含：資料格式、連接管理、時間同步的程序，以確保高品質的無線電FireWire服務。簡言之，和無線電USB一樣，無線電FireWire將不再有纜線，取而代之的是MBOA的MAC和實體層。

FireWire的（軟體）基礎架構是可以延伸的，而且是經過驗證的，非常可靠的。PAL將提供「中間軟體（middleware）」給MBOA MAC使用，使MBOA MAC具有無線電的QoS功能。由於MBOA MAC支援多頻帶通訊，所以需要能夠重複使用的中間軟體，來存取影音串流或其它多媒體應用資料，PAL正是具有這樣功能的中間軟體。

PAL可以讓1394裝置和通訊協定能夠在無線電的環境裡，以高達480 Mb/s的速度傳輸，同時其有線的另一端可以和現存的1394裝置連接。無線的1394裝置彼此之間必須能夠互通，並且透過無線的1394橋接器（bridge），可以和其它的FireWire產品通訊；在1394.1橋接器裡面，將具有1394 PAL。無線的1394.1橋接器的通訊協定是依據IEEE 1394.1-2004標準設計的，但是它結合了有線的1394節點和無線的1394節點。它支援「最大努力」的QoS，也支援其它兩種QoS（為多媒體串流所需要的），在有線和無線的環境裡自由傳輸。

不過，在無線的1394世界裡，這個PAL並不是唯一的。其實，它排名第三位。排名第一的PAL是為802.15.3 MAC設計的，已經在2004年的第一季完成了。並且，它現在正被修改以符合802.15.3b標準；所以，這是排名第二的PAL。MBOA（MultiBand OFDM Alliance）和1394貿易協會是在2004年的第三季開始合作開發「超寬頻（UWB）」和無線1394，這就包含能夠支援MBOA MAC的無線1394的PAL。

此外，1394貿易協會也參加了「WiMedia聯盟的MAC聚集架構（WiMedia Alliance's MAC Convergence Architecture；WiMCA）」，致力於使不同廠牌、不同通訊協定（UWB、1394、TCP/IP......等）、不同應用的無線電裝置可以在UWB的環境中互通或共存，共享UWB的頻寬資源。

WiMedia是一種高速的、無線的多媒體網路應用技術，它是在無線的個人區域網路（personal area network；WPAN）內工作。WiMedia的射頻技術是使用UWB。UWB標準是由MBOA聯盟制定的，包含UWB的實體層和MAC層。

結語

從1394a、1394b，到1394.1、無線的1394（透過802.15.3、UWB），1394不再只是有線電的化身了，這樣的演變實際上是由兩股力量推動著，那就是：影音多媒體的普及和無線電技術的成熟。

有趣的是，不管實體層和MAC層未來會怎麼變化，只要有「通訊協定適應層」，1394的大多數軟體都可以不用改變。這正是晶片設計商和OEM廠商所希望的。此外，在延伸應用方面，1394是勝過USB的。

延 伸 閱 讀

1394TA（1394貿易協會）下的無線工作組（WWG）2004年9月底在“Ultra wide band World 2004”會議中宣佈，"IEEE1394 over UWB"已經進入規格制定的最後階段。此規格是以UWB作為物理層來無線傳輸IEEE1394分組資訊。相關介紹請見「無線1394進入規格制定的最後階段」一文。 MAX5943/MAX5944，該系列元件允許在帶電的IEEE 1394/FireWire埠上安全地插入或拔出IEEE 1394/FireWire週邊設備。 你可在「Maxim推出首款IEEE 1394/FireWire標準熱插拔控制器」一文中得到進一步的介紹。 德州儀器（TI）宣佈推出高速、高整合度FlashMedia控制器，可同時支援1394、雙插槽CardBus、智慧卡以及各種記憶卡，包含SD、SDIO、MMC、Memory Stick、Memory Stick Pro、XD、Smart Media以及Compact Flash。在「TI推出內建1394的高速FlashMedia-Cardbus控制器」一文為你做了相關的評析。

相關組織網站	IEEE1394 Trade Association官方網站 MultiBand OFDM Alliance官方網站 家庭影音互通（Home Audio Video Interoperability；HAVi）組織官方網站