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家庭网络技术
市场大剖析

【作者: 鄧友清】2001年05月01日 星期二

浏览人次:【3856】

随着个人计算机的普及、因特网的兴起,拥有多台计算机或信息家电的家庭有越来越多的现象。为了分享彼此的资源(如列表机、扫描仪)、档案或是共享一个ISP账号上网,家庭网络的概念油然而生。我们可以说『家庭网络』串接家中所有信息设备、通讯器材、视听设备、保全设施、民生家电用品等,是一个具有共享及控制的功能的家庭网络系统(图一)。


目前家庭网络的概念在北美有了较多的实践,甚至有些北美的房屋在建造时,就已将室内的电话线都装接完成,住户只需将买回来的装置接上电话线插头即可拥有家庭网络,完全不必再重新布线。但事实上消费者还有其他种规格的选择,未必一定要采用电话线才可以形成家庭网络,如以太网络技术、电源线技术及无线技术等。以下就以家庭网络技术的现况、目前家庭网络技术的比较、技术趋势及市场趋势作探讨。



《图一 家庭网络系统》
《图一 家庭网络系统》

家庭网络技术现况

家庭网络目前在有线方面的技术包括:传统以太网络、电源线(Power Line)及电话线(Phone Line)等;此外,在无线方面的技术计有IEEE 802.11系列、HomeRF及蓝芽(Bluetooth)等。2000年的产品市占率以以太网络最高;其次为电话线,再其次为无线网络。目前在台湾亦看得到以太网络、电话线、无线网络这三类规格的家庭用产品,但电源线规格在台湾尚未有商品出现。


而为因应带宽要求等理由,尚有IEEE 1394及USB等家庭网络技术。但IEEE 1394、Bluetooth及USB因为传输距离较短,无法作为家庭网络骨干,因此不予讨论;以下就以太网络、电源线、电话线、IEEE802.11b、无线电分别做介绍及比较。


以太网络

以太网络(IEEE802.3)是最早出现的局域网络标准,亦是目前发展的最成熟、最广为被消费者了解的局域网络通讯协议。最大的特色就是必须装设一条条的网络线,使得计算机间能够互相沟通、分享信息。最初速度只有10Mbps,目前技术已经可达到100Mbps甚至1Gbps的速度。在芯片方面,与Intel合作的Marvell表示,今年底将推出1Gb网络卡控制整合物理层单芯片,让语音、视讯和数据网络能够真正的在高速下传递。


电话线

HomePNA(HomePhoneline Networking Alliance;电话线相关标准制定组织联盟)由3Com、AMD、AT&T、Compaq、Tut Systems等150家公司组成。以电话线作为家庭网络的传输媒介,具有不用重新布线、兼容以太网络封包并可和传统语音、ADSL等服务共存之特性。消费者在买了HomePNA产品之后,只需将产品插入一般电话接头,即可与其他相关设备沟通,形成家庭网络。


HomePNA 2.0标准已于1999年7月定案,传输速度达10Mbps。但事实上,10Mbps只与IEEE802.11b(11Mbps)以及以太网络的低速版(10Mbps)相当,无法具备绝对的优势;因此HomePNA标准的芯片领导厂商Broadcom极力想提高HomePNA的竞争力。日前展出32Mbps的HomePNA极速版,芯片编号为「BCM4413」。在此速度下,得使家庭网络可以进行动态影像的传送,也足以做其他应用。


电源线

HPPA(HomePlugPowerline Alliance;电源线相关标准制定组织联盟)于2000年四月10日由13家公司成立,目标为制定电源线家庭网络的产业标准。主要厂商有Intellon、Intel、IBM、Intelogis、Enikia等,目前已经有60家以上的厂商加入HPPA。电源线的是世界上分布最广的网络线,产品只需插在电源线插头上,即可与相关设备连成家庭网络。最大的优点在于不需重新布线,且价格极低,但在传输质量上具有高噪声、高衰减,无法延用以太网络相关技术的特性,因此若能够克服传输质量方面的问题,用户接受的程度应该很高。


HomePlug 1.0于2000年6月制定,采用领导厂商Intellon公司的PowerPacket技术,该技术采用CSMA/CA(CSMA/CA;Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)的传输协议;传输速度最高可达14Mbps。Intellon是将4MHz~21MHz的频段设为84个副载波,1次调变可选用QPSK/BPSK/RUBO中的一种,未来若改采64QAM,则可将速度提高至50Mbps。目前该公司已推出前段模拟、物理层和媒体存取次层三颗芯片组,2001年第一季则推出物理层和媒体存取次层整合的单芯片。


IEEE802.11系列

无线局域网络最早被制定的标准--802.11(CSMA/CA)在1997年由IEEE制定。无线局域网络最大的优点就是真正不需重新布线,且可以在移动中使用相关设备。传输型态可分为窄频微波、展频及红外线;不过实做采用展频(Spread Spectrum)的方式,速度为2Mbps。


在IEEE 802.11b问世之后,IEEE 802.11中的产品亦逐渐退出市场。IEEE 802.11b标准是由IEEE802.11 Task Group b所制定的无线局域网络标准,只定义了直序展频(Direct Sequence Spread Spectrum;DSSS)调变的传输方式,以11Mbps传递,当传输路径不良或噪声过多时,藉由将速率降至5.5Mbps或更低来确保传输可靠度,频段在2.4GHz~2.5GHz之间,即ISM(Industry Science Medicine)频段,是各国开放给工业、科学、医疗用途使用之免执照频段。IEEE 802.11b目前芯片制程成熟稳定,因此价格有越来越低的倾向。


HomeRF

面对家庭网络的兴起,原无线网络厂商即于1998年三月组成了HomeRF Working Group(HomeRF WG),订立共同标准SWAP(Shared Wireless Access Protocol),SWAP除了直接采用衍生自IEEE 802.11标准的物理层外,更在其Data Frame中混合了同步及异步之传输模式;同步的模式为DECT标准加以扩充而成,作为传送声音之用;而异步的部分则延用CSMA/CA之基础以传送数据。目的在制定一个可以同时传输数据、语音且低成本的产品。频段亦在2.4GHz~2.5GHz之间,与IEEE802.11b、Bluetooth相同。


在2001年三月,HomeRF2.0问世,速率达到过去的5倍(10Mbps),也从原本的不可漫游变成可漫游,可说有极大的突破,新的一代芯片正由Proxim发展中。但创始大厂之一的Intel亦在此时投向IEEE802.11b的怀抱,这对HomeRF可说造成不少杀伤力,因为Intel的市占率约是HomeRF产品中的第二名,因此今年年底HomeRF市场是否会急速萎缩值得观察。


目前家庭网络技术的比较

目前家庭网络技术,速度最快的仍是传统的以太网络,而且也最便宜;但其具有重新布线及不可移动的缺点,而使得其他的技术因应而生。目前电源线及电话线规格虽然可以免除布线的麻烦,但仍无法让用户可以随心所欲的移动,因此无线技术普遍被厂商所看好。


无线局域网络技术目前亦有亟待解决的问题,即2.4GHz频段已太拥挤,并且容易有微波干扰问题发生;因此下一代的规格大多不再采用2.4GHz的频段,而改采5.4GHz的频段。但5.4GHz频段的芯片制造不易,成本太高;因此是否能大量流行可能还需一段时日观察。


家庭网络未来的技术趋势

家庭网络的技术未来将会朝着以下几个方向发展:不需重新布线、兼容性高、传输速率高、价格低廉。


不需重新布线

目前家庭中比率最高的以太网络最被人诟病的,就是必须在家中拉一条又一条的网络线,不仅不美观,还要防止家人在不小心中拉扯而断线。因此『不需重新布线』成了许多消费者在建置家庭网络时所考虑的因素之一,而目前的技术中,电源线、电话线、无线都可以解决这个问题。


兼容性高

由于家庭网络技术众多,在不同的状况采用不同的技术,可以发挥最佳的效果,例如用蓝芽技术传递控制数据、用HomeRF传递影音等。目前有许多规格在发展时也都标榜可以兼容,例HomeRF2.0、IEEE802.11b皆可与蓝芽兼容,而HomePNA亦可兼容以太网络封包等等。


传输速率高

消费者要能真正享受家庭网络带来的便利,传输速率一定要高。在传输速率小的情况下(如只有2Mbps),用户只能传传数据或分享列表机资源等,对于传递语音、影像简直是缘木求鱼。因此每个制定标准的联盟在制定下一代规格都以制定更高的速度为目标之一,例如HiperLAN2、IEEE802.11a都预计推出54Mbps的规格。


价格低廉

家庭网络的产品要能够真正走进家庭,『价格』绝对是关键因素。因为家庭网络产品价格若持续很高,许多家庭在家计沉重的负担下,可能无法购买这些『奢侈品』;但是价格若低,消费者建置家庭网络的门坎则变低,市场便可顺利打开。许多厂商也了解这一点,他们也清楚:家庭网络产品价格若要降低,与芯片绝对有相当关系。因此未来家庭网络芯片的走向,势将RF(负责收发信号)、Baseband(负责调变/解调变)、MAC(负责协议转换及控制)三种芯片整合在一个单芯片上,以降低产品成本。


《图二 未来家庭网络市场一片看好》 - BigPic:567x338
《图二 未来家庭网络市场一片看好》 - BigPic:567x338
《图三 SOHO与家庭市场兴起的情况下,将会逐渐被无线技术取代@大標:家庭网络未来的市场趋势》 - BigPic:567x306
《图三 SOHO与家庭市场兴起的情况下,将会逐渐被无线技术取代@大標:家庭网络未来的市场趋势》 - BigPic:567x306

虽然家庭网络目前尚在萌芽期阶段,但因为使用网络的人口遽增、拥有多台个人计算机的家庭越来越多、信息家电的急速发展以及宽带的使用费用降低、使用的技术难度也下降。这种种的原因将有利于整个家庭网络的市场兴起,使得未来家庭网络市场一片看好(图二);估计到2004年销售值将可达到18亿美元,为2000年的五倍,成长惊人。


另外,在家庭网络技术方面,虽然目前以太网络技术占有最大比率,但在未来,因为无线局域网络产品价格下滑、SOHO与家庭市场兴起的情况下,将会逐渐被无线技术取代(图三)。而在无线技术方面,虽然目前有多种规格,且有众多如HiperLAN1、HiperLAN2及IEEE802.11a、IEEE802.11g、WBFH等皆标榜高速率的新标准在发展,但因目前IEEE802.11b已经有不少的企业、机场、旅馆采用;且支持IEEE 802.11b无线技术标准的厂商目前越来越多,如3Com、Cisco、Dell、Lucent、Sony、Intel等大厂。因此IEEE 802.11b目前的行情极为走俏,三五年间应该是IEEE 802.11b的天下。


结论

『家庭网络』对许多人而言,可能还算很新的名词;但在因特网及个人计算机普及等等推波助澜的发展之下,在未来的两三年间普遍性将大大提高。对厂商而言,这个领域的商机十分可观,因此各大厂早在一两年前纷纷投入;这对消费者而言,亦是一项福音,因越多家厂商的投入将带来越低价的商品。


在未来,家庭网络将会是一个全新的因特网产品格局,一个专为家庭量身打造的因特网;其将串接家中所有信息设备、通讯器材、视听设备、保全设施、民生家电用品等,让共享及控制的功能可以顺利完成,而这也将是未来消费性电子产品的主流。


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