随着结合语音、数据、视讯、行动化的四合一服务(Quad Play)世代即将来临,高解析串流影音无线传输架构也将越来越成熟,数字接口HDMI和DisplayPort已逐渐成为数字家庭影音传输的主流工具,而在无线传输方面则以802.11n与超宽带UWB(Ultra Wide Band)为主。其中属于短距无线通信(10公尺以内)、具有高传输效率特性、能够传输大量影像多媒体数据内容、并能满足可携式低功耗效能的UWB,正在快速崛起,发展潜力十足,被视为是下一世代短距高速串流无线传输的主流标准。

高解析串流影音无线传输架构也将越来越成熟,UWB技术即将在无线USB领域大显身手。 BigPic:316x300
高解析串流影音无线传输架构也将越来越成熟,UWB技术即将在无线USB领域大显身手。 BigPic:316x300

整个应用轮廓已经越来越鲜明:从周边娱乐设备到电视此段的高解析串流影音无线传输架构,会以UWB为主轴,目前UWB也成功进入HDMI领域,wireless HDMI的解决方案也正发展当中。藉由网络把PC或远程的内容传送到电视播放、其中所需要的网关(gateway)、路由器、NB网络卡、数字媒体转换器(Digital Media Adaptor,;DMA)接收再传送给TV的中介设备群,则以802.11n为核心,对外的无线传输环境,可以WiMAX作为渠道。因此UWB既要与802.11n分工合作,也须避免与WiMAX相互干扰,既维持一定的市场区隔,同时要能兼容其他短距传输标准。

透过协议调适层(Protocol Adaptation Layer;PAL),UWB技术可用在不同的短距解决方案上,包括WUSB、UPnP/IP、Wireless1394、HDMI和蓝牙等。先前UWB浑沌未明的标准竞争态势已经渐趋明朗,在射频物理层规范采用MB-OFDM技术的WiMedia联盟已取得主导地位,USB-IF和蓝牙3.0都已决定采用WiMedia的UWB做为自身物理层技术,IEEE1394无线版本以及日本TELEC规格也将采用UWB。因此UWB既可与802.11n相互共存兼容,蓝牙3.0也将整合UWB技术,UWB、WLAN、蓝牙之间不会有测试兼容性的问题。

UWB也能应用于以无线方式在PC和周边装置之间高速传输影音数据,而Wireless USB(WUSB)产品就是UWB技术即将大展身手的主要领域。由于USB应用相当普遍,装置之间逐渐采用WUSB互连,不仅是只针对HOST端的模式,也可以OTG(On-the Go)的模式链接所有内嵌WUSB的产品,其方便亲近性不言而喻,因此UWB技术在WUSB的应用相当被看好。

WiMedia所提出的UWB,MAC层以802.15.3为核心,使用3.1~10.6 GHz频段,采用多频带方式,将既有频谱分成14个528MHz频带。目前WiMedia联盟的UWB规格,能支持广泛的数据传输速率,可于3公尺范围内以480Mbps速率传输,10公尺内以110 Mbps速率传输。透过技术提升,UWB-Turbo甚可支持960Mbps以上的传输速率。此外UWB功耗上仅为802.11g的1/10,亦可支持QoS技术,在同步(Isochronous)和异步(Asynchronous)数据具有不同的优先传送等级。

在设计上,UWB芯片组必须支持WiMedia联盟所规定全部14个频段的6个频组,可灵活运用,来因应欧盟、日本、南韩以及蓝牙3.0在低频段频组带行动规范受限应用的难题,避开干扰较大的频段,藉此满足不同国家频谱运用的不同要求。例如日本是以3.4GHz~4.8GHz的低频段及7.25GHz~10.25GHz的高频段提供UWB使用,但是欧盟则是提供3.2GHz~4.8GHz、6.3~9.6 GHz供UWB运用,蓝牙3.0的频段则是集中支持6.3GHz以上的高频带。

再者,各国为了避免UWB干扰到其他付费频谱的无线技术,要求UWB芯片厂商须具备侦测与回避(Detection and Avoidance;DAA)功能,特别是在3.1GHz~6.3GHz范围内,UWB会对频带造成干扰,DAA侦测回避不可避免,例如日本在3.4GHz~4.8GHz,欧盟在3.2GHz~4.8GHz都将作为DAA频段使用。同时UWB所使用的带宽,在世界各国规定不尽相同,加上UWB在低耗电下支持高带宽传输,并非易事,这些都添增UWB技术研发的难度。未来UWB的设计趋势,必须满足全球各国在6.3GHz以上完整高频带、第7至14高频带新一代近距无线传输的发展需求,进而满足OEM系统厂商因应全球各地不同的UWB规范,协助UWB技术或是WUSB产品的普及化。因此对于RF ASIC设计人员来说,要设计出能横跨3.1~10.6GHz的超宽带芯片组,算是挑战十足。

所以,芯片微型尺寸以及认证互操作性,并不是UWB技术能否在市场发展的最重要考虑,认证符合UWB规范、具备RF高效能设计技术,其中掌握RF收发器EVM以及提高敏感度,才是UWB能否开枝散叶的关键;若要能涵盖14个频组带,接收器应该要能灵敏地接收-41dBm的无线波。简言之一个能够在全球各地运行且又能符合当地UWB规范的芯片组设计,才能满足系统OEM厂商的应用需求。

整体来看,PC及NB将成为UWB技术能否普及化的重要平台,传统有线网络传输方式,最终将彻底退出计算机平台领域,在非常短的时间内迅速接纳WUSB产品。UWB技术若能在PC领域的数字高速传输标准站稳根基,那么延伸应用于消费电子领域、成为支持家庭多媒体网络架构、担负传输骨干整合功能的道路,将会十分平坦宽广。