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「發現無線區域網路802.11n商機研討會」特別報導
 

【作者: 籃貫銘】   2007年05月24日 星期四

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由於數位內容及數位影音需求的快速成長,造成網路頻寬漸感不足,使用者開始企求更大的網路傳輸頻寬;再者,由於數位家庭的雛形日漸體現,多數的數位媒體應用都將以無線的方式進行,也使得無線寬頻網路成為極熱門的一項技術。而其中802.11n無線寬頻技術因具備極佳的傳輸頻寬及應用彈性,也成為目前最受期待的標準之一。


而經濟部工業局半導體產業推動辦公室與數位影音壓縮聯盟為了協助台灣廠商能夠在此即將成形的市場中早一步取得優勢,特舉辦了「發現無線區域網路802.11n商機研討會」,讓台灣有意投入此領域的企業能夠迅速掌握發展的關鍵,儘早搶得優勢的位置,成為無線網路產業的領先者,以下便是研討會的內容節錄。


802.11n技術發展與市場應用趨勢

拓墣產業研究所 通訊研究中心張吟伶

目前網路的應用已由單純的E-mail傳送走向Video的影音播放,使得既有的網路頻寬漸感不敷使用,而新一代的寬頻網路標準也將因應而出,其中802.11n更是最受注目的標準。拓墣產業研究所通訊研究中心研究員張吟伶指出,根據IDC的研究資料顯示,802.11n在2007年將會大規模的成長,而至2009年時,802.11n的滲透率將會超過50%。造成該標準快速成長的主要原因就是使用者需求的大幅增加。包含視訊會議、網路電視、甚至未來的高畫質數位電視(HDTV)等應用,都需要依賴寬頻網路來達成。


張吟伶表示,802.11n的特色就在於它使用了MIMO(Multiple Input Multiple Output)的技術。她指出,使用MIMO技術的802.11n與有線網路的傳輸效能接近,傳輸的品質也較為穩定,主要的使用頻段為2.4GHz至5GHz之間,且QoS(服務品質保證)和省電性能也較以往的版本為佳。而在傳輸速度方面,802.11n的傳輸速度至少皆在100Mbps以上,目前市場上的產品也都在100Mbps至300Mbps左右,多使用2T2R(2傳2收)的傳輸結構,而高階的產品就有可能使用3T3R。而在晶片的設計上,國外廠商則多使用2T3R的結構,國內廠商則以1T2R為多。


《圖一  拓墣產業研究所通訊研究中心研究員張吟伶指出,根據IDC的研究資料顯示,802.11n在2007年將會大規模的成長,而至2009年時,802.11n的滲透率將會超過50%。》
《圖一  拓墣產業研究所通訊研究中心研究員張吟伶指出,根據IDC的研究資料顯示,802.11n在2007年將會大規模的成長,而至2009年時,802.11n的滲透率將會超過50%。》

而802.11n在2006年時未能迅速發展的主要因素為標準的訂定和認證未能如期進行,使得預期市場並未出現,因此導致許多先行搶佔市場的廠商出現疲軟的現象,而此現象將會在2007年時出現轉機。張吟伶表示,由於各NB大廠將會於今年推出許多支援802.11n的產品,因此整體市場將會被帶動起來,其中最主要的幾個關鍵便是英特爾(Intel) Santa Rosa平台的推出、晶片價格的下滑以及WiFi聯盟著手產品認證事宜的進行。她指出,影響最大的則是NB大廠推出支援802.11n的NB產品。


至於802.11n可為台灣廠商帶來的何種商機,張吟伶則認為設備廠、晶片廠、以及天線廠將會有較多的切入優勢。她指出,在設備廠方面,目前已有許多國外廠商設計了802.11n的產品,因此從事相關產品的生產組裝和代工,都可為台?帶來獲利;而在晶片廠方面,目前生產802.11n的晶片可有較好的毛利率,相較於802.11g來說,代工價格有1至2倍的價差,因此對國內的晶片廠來說是個大利多;而在天線廠方面,由於802.11n使用較多的天線數目,因此相對而言,天線廠的獲利也會提高,這幾點都是台灣廠商可妥善利用的優勢。


802.11n市場應用前景

Intel亞太區嵌入式產品事業部WiMAX/Wi-Fi產品部 產品行銷經理蘇寶純

802.11n無線標準發展已一段時日,初期的發展狀況並不好,傳輸封包的效率欠佳,需要將近50%的overhead和Noise的處理。而目前的傳輸技術已大幅提升,讓傳輸的效率有突破性的進展,最大的改善便是封包傳輸的效率。其中最主要的因素便是採用了MIMO技術。


Intel亞太區嵌入式產品事業部WiMAX/Wi-Fi產品部產品行銷經理蘇寶純表示,要了解MIMO技術之前,就一定要先知道SISO(Single Input, Single Output),所謂的SISO是在MIMO被提出之後才被明顯定義出來,為與MIMO有所區隔。她指出,在過去的Wi-Fi傳輸架構中,真正能對Data Rate產生影響的只有Spatial Stream,無論其產品的天線數目多寡,一次也僅能處理一個Spatial Stream的傳輸。因此了解SISO、SIMO、MISO等模式之後,對於整個MIMO的傳輸架構才能有比較通盤的認識。她認為,在無線傳輸的系統設計和客戶端(Clint)的設計中有幾個要素要特別注意,第一為發送器(Transmitter)目、第二為天線(Antenna)目、第三則是接收器(Receiver)數目,因此當談到一個1x2的MISO的系統時,指的便是一個發送器,兩個接收器的架構。


《圖二  Intel亞太區嵌入式產品事業部WiMAX/Wi-Fi產品部產品行銷經理蘇寶純表示,要了解MIMO技術之前,就一定要先知道SISO(Single Input, Single Output),所謂的SISO是在MIMO被提出之後才被定義出來。》
《圖二  Intel亞太區嵌入式產品事業部WiMAX/Wi-Fi產品部產品行銷經理蘇寶純表示,要了解MIMO技術之前,就一定要先知道SISO(Single Input, Single Output),所謂的SISO是在MIMO被提出之後才被定義出來。》

蘇寶純表示,要判斷一個MIMO產品是否具備良好的資料傳輸品質並不是依其接收器和發送器的數量決定,而是要看其支援幾個Spatial Stream。使用多重發送或是多重接收的目的是為了提高資料的傳輸量,讓頻波利用空間反射的原理達到提高傳輸量的目的。這也代表現在的傳輸技術較過去的單一接收模式更為有效率。目前的MIMO技術已有能力處理多個Spatial Stream的傳輸,能夠在傳輸的過程中不讓Data Rate流失。若要設計一個802.11n的系統的話,也是必須在一個有多重傳輸路徑(multi-path)的環境下,因此若是在一個空曠沒有屏障物提供頻波反射的平地中,802.11n的傳輸優勢便不會顯現。


蘇寶純也特別提到無線產品並不是說賣就賣,尤其是一項新的技術和標準提出時。她指出,因為無線頻段的應用是受到各別國家所控制,因此在投資前一定要先針對目標市場作詳細的調查,了解各個市場目前的狀況,千萬不要冒然生產。目前MIMO和40 GHz的技術在許多國家都已有規範可以使用,包含美國、歐洲、中國、台灣等,都已接受Multi-Path的技術,而另有些國家則是兩者尚處在不明確的狀況,若要銷售至這些市場就必須要花一點時間開發,甚至也有可能面臨不採用的局面,至於日本和韓國則是接受MIMO技術,但40 GHz則不採用,因此廠商在進入這些市場時要特別注意。


802.11n產品應用與市場趨勢

建漢科技產品管理副處長劉鎮崇

相較於過去的Wi-Fi標準,802.11n的傳輸效能可說是有大幅的成長。建漢科技產品管理副處長劉鎮崇表示,802.11n有幾項特點,第一、就是OFDM的效能較前一代來的更好,Code-rate可達到六分之五,且頻寬(Bandwidth)也較為寬廣;第二、則為採用MIMO技術,它利用不同的天線產生多重的資料流(Multi-Data Stream),並支援4個Spatial Stream;第三、則為多樣性(diversity),在前幾代的版本中也同樣具備這個特點,但802.11n則有更多的天線模式可供選擇,且理論上來說,多根天線在傳輸上也更加穩定。而在節電效能上,由於新的11n設計比較複雜,加上處理器必須同時處理多個頻道(Channel),因此理論上的節電性能較差。但劉鎮崇指出,802.11n雖然較為耗電,但他也具備動態調整的功能,由於採用多天線的設計,因此只要偵測到某一天線傳輸效能差,便將之關閉,藉以節約電能,且若傳輸一個較大的檔案時,11n的耗電量相對是比較低的。總結來說,802.11n具備了更高的頻寬、較廣的傳輸距離、較低的檔案傳輸電秏、及較低的延遲(Latency)等優勢。


《圖三 建漢科技產品管理副處長劉鎮崇表示,行動運算、固定與行動的整合應用(Fixed-mobile convergence, FMC)、數位家庭的多媒體應用、以及企業的IT應用等都是非常有機會發展的領域。》
《圖三 建漢科技產品管理副處長劉鎮崇表示,行動運算、固定與行動的整合應用(Fixed-mobile convergence, FMC)、數位家庭的多媒體應用、以及企業的IT應用等都是非常有機會發展的領域。》

而由於802.11n的面世,預計也將會帶起新的應用出現,目前比較受注目的有行動運算(包含UMPC、智慧型手機等)、固定與行動的整合應用(Fixed-mobile convergence, FMC),如多模手機、數位家庭的多媒體應用、以及企業的IT應用等都是非常有機會發展的領域。劉鎮崇表示,802.11n可以讓數位生活更加的完善,日後僅需要一台PMP就可以進行檔案傳輸,MP3 Player也可以直接連上網下載歌曲,甚至是WiFi的電視等都可以達成。


而在發展的動態上,劉鎮崇認為,首波因應802.11n的產品為NB。他指出,目前幾家NB大廠其實已將802.11n的標準內建至產品內,但並未於產品功能上標示,待標準底定後,便直接以更新驅動程式的方式啟用;而第二波會成長的產業則為多媒體的家用領域,他表示,由於蘋果(Apple)公司的推動,因可提高消費者的接受度,對市場也會有正面的助益;接下來便是企業及家用的AP、Router、Bridge,因為一但NB已具備了大的傳輸頻寬,自然基礎建設端也要進行升級;最後則是服務提供商和行車資訊系統(Telematic system)的需求。他也表示,日後若是晶片價格降低之後,應用也會越來越多。


802.11n技術測試驗證要點

安捷倫科技電子量測事業群市場專案經理徐正平

過去的訊號測試和頻譜分析常都是只利用一個BUS或一個Channel來對欲測試的訊號做驗證。而到了MIMO的時候,因為有多個輸入輸出的通道,甚至是多個天線,這時儀器的測試就產生了困難。安捷倫科技電子量測事業群市場專案經理徐正平表示,過去的客戶總有錯誤的認知,以為可以使用多部儀器同時進行即可,事實並非如此。多源訊號的量測還有許多的問題存在,必須仰賴專業的儀器和技術才能達成。


徐正平表示,自有OFDM技術發表開始,安捷倫便建議客戶在進行訊號分析時要進行三個步驟。第一個步驟為訊號的頻率及時間分析,可測試其頻譜(Spectrum)、跌損、互補累積分佈函數(CCDF)等之類的測試;第二步驟為做基本的調變解調,在調變解調之後,可研究其圖形的狀況,例如,訊號的群聚狀況(constellation)以及OFDM的大小是多少,或者是觀察Pilot Error是多少等。第三個步驟稱為Advanced,可針對特別的訊號要求來做測試,藉以找出特定的問題,這個步驟主要是以除錯為目的,例如Preamble Frequency Error等。


《圖四 安捷倫科技電子量測事業群市場專案經理徐正平表示,多源訊號的量測有許多的問題存在,必須仰賴專業的儀器和技術才能達成。》
《圖四 安捷倫科技電子量測事業群市場專案經理徐正平表示,多源訊號的量測有許多的問題存在,必須仰賴專業的儀器和技術才能達成。》

而在產線測試的要點上,徐正平表示,過去在WLAN(802.11a和802.11g)的產線測試上比較簡單,只要待測物訊號發出即可進行測試。後來儀器廠商開始提供One Bus的測試,裡面開始有其他的功能,待測物只要打訊號至訊號分析儀中便可以測試EVM、Burst Power等參數。而發展到MIMO的階段時,有廠商就使用好幾台儀器疊在一起做測試,但這並不是一個經濟的方式。目前已發展出結合(Combined)和轉換(Swithed)兩種比較好的方式,可依據MIMO的特性和各家設計的不同來組合應用。徐正平也提到,目前「Switch」的測試方法已可符合IEEE 802.11n草案規格的測試要求,同時對日後將定版的標準規格需求也做了預先規劃。


徐正平最後提到,由於MIMO的推出,因此產商將來的產線要如何架構、規格要如何訂定,產線又該如何對應以達到降低成本的目,最重要的是量測到正確的訊號,這都是非常值得思考的問題。


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