家庭無線影音傳輸新趨勢

針對影音傳輸發展出的專門技術，WHDI。WHDI SIG

前言：隨著UWB（Ultra Wide Band）陣營因為Intel棄守、WiQuest與Tzero相繼倒閉，UWB陣營等於處於瓦解狀態，原先呈現競合態勢的其餘無線技術，其產業動態也顯得備受關注。目前，在家庭影音無線傳輸應用方面，以採60GHz為基礎的WirelessHD和採5GHz頻段為基礎的WHDI 2大技術競爭最受矚目，而在電腦市場已發展多年的802.11x WLAN技術，也對這個新興的家庭應用市場躍躍欲試...

本文：
市售的高畫質平面電視，即便搭載了可同時整合影像與音效的HDMI視訊介面，但對於舊有的各式影音介面，如AV端子、S端子...等，卻仍無法輕易捨棄，原因在於，HDMI僅在特定強調畫質的影音設備中提供支援，當使用者家中設備未能與電視一併升級，依舊無法享用實線式HDMI單一接線、搞定一切的優勢。

其實這個狀況，在網路、影音無線化趨勢下，即可解決這項難題，透過新的方式將各式影、音訊號重新採無線技術編碼、傳輸，克服電視與設備接線過於龐雜的困擾，當然也能藉此增加設備的多元共用價值。

為搶食龐大的家電市場，原先UWB狹自軍事技術基礎的優勢，卻因相關技術研發跟不上其設計目標黯然退出市場，現在，觀察現有的家用無線技術動態，反而呈現IEEE 802.11n、WirelessHD、WHDI（Wireless Home Digital Interface） 3大技術彼此角力的現況。

HD畫質傳輸所需的網路要求

對高解析度電視而言，想透過無線網路取代HDMI進行類似實線傳輸的技術效用，至少需理解HD畫質的視訊在無線化傳輸過程中的基本要求。以非壓縮的720P/1,080i視訊資料觀察，影像資料至少需要1.5Gb/s傳輸頻寬，才能展現無遲延的播放品質；若在傳輸過程採H.264 MPEG AVC，系統需提供達15Mb/s傳輸條件；至於傳輸條件更嚴苛的非壓縮1,080p訊號，就需要高達5Gb/s的訊號傳輸能力

IEEE 802.11n規格需修正才能擁有較佳體驗

IEEE 802.11n是眾無線技術中發展較久，且技術發展軌跡較完整的1個技術體系，自802.11b、a、g...等各版本不斷演進，在傳輸效能、抗干擾...等基礎技術不斷強化下，與整個無線技術的產業供應鏈架構日趨完整，都比其他無線技術具備更多領先條件。但因為IEEE 802.11n卻因發展根基自電腦網路應用為主，反而在規格上較重視「資料」的傳輸效能，影音應用中相對更重視的「同步」要求，支援性卻顯得相對較為薄弱。

IEEE 802.11n原先是針對「資料」傳輸需求而設計，並非針對「影音」需求開發，自然在影音傳輸需要的相關資源，會稍嫌弱勢一些，尤其是影音資料傳送重視的是傳送頻道的穩定性，而不是技術所能達到的極速！因為穩定的頻道會比能提供高速傳送的頻道表現更佳，雖然即便資料傳錯了、系統還可透過重新傳送改善，但若在播放轉送影音視訊過程，稍微出現幾次影音不同步，即大幅影響影音素材的觀賞體驗，在IEEE 802.11n的技術使用情境下，需以波束成形(Beam Forming)，藉此確保頻道能提供更高、更穩定的資料吞吐量網路表現。

針對HD影音無線化開發的WHDI技術

相較採壓縮技術整合IEEE 802.11n實現家庭影音無線傳輸需求的作法，WHDI可以說是走另1個技術方向。WHDI為採未壓縮檔案技術方案，不管影音來源是什麼，透過開放的5GHz頻段以無線技術將家中影音設備串連。以技術的規格觀察，WHDI可具備30公尺範圍無線傳送、接取，與傳輸延遲不會超過1毫秒的優異性能，該技術足以應付HDMI實線傳送所需的頻道性能。

對於業界的技術開發方式觀察，其實可以發現WHDI有點類似IEEE 802.11n無線技術的強化版，即便號稱採未壓縮方式傳送檔案，但實際作法並不會全部採未壓縮模式傳送，因為此舉並無法有效率地使用頻道性能，實際的作法是透過演算法預先將資料進行排序，將重要的資料採「不壓縮」優先傳送，而比較不影響資料完整性的次要資料，則與IEEE 802.11n採類似的壓縮作法進行傳輸，而兩者同樣採5Ghz頻段、MIMO多天線抗干擾技術，其技術的基本元素接近，也讓WHDI技術可以快速展開商品化的關鍵優勢。

WirelessHD技術

反觀WHDI採較保守的IEEE 802.11n規格改善策略，其實WirelessHD技術則以更突破性的技術觀念重新建構影音無線傳輸的技術基礎。WirelessHD技術雖同樣使用無需執照的頻段，但WirelessHD選擇的是60GHz頻段，而不是業界常用的5GHz頻段位置。而60GHz頻段的優勢在於，傳輸速度可以較目前使用最廣的Wi-Fi 2.4GHz頻段提供高出100倍的傳輸效能，甚至是 3.5G行動電話網路350倍以上的傳輸潛能。

目前WirelessHD技術的組織成員包含Intel、Sony、Samsung、NEC...等，就目前技術的公開規格顯示，其可提供家庭5Gb/s未壓縮影音資料無線傳輸實力，但也由於WirelessHD技術較新穎，與60GHz頻段晶片技術資源相對較稀少，因此造成技術上的驗證與開發難度較高，其規格實現成本明顯已成為該技術的阻礙，更造成相關家電、資訊產品業者觀望，讓此技術的導入現況並不理想。

應用環境條件限制多

即便WHDI擁有較多的產業技術資源，但實際應用場合中，5GHz頻段仍面臨較多干擾問題尚待克服，可能需要搭配多天線的MIMO架構，進一步強化系統傳輸品質。而反觀WirelessHD，雖然其技術擁有絕對優勢，但實際現況是目前相關解決方案成本過高，導入產品的條件較微弱勢。加上WirelessHD在驗證與實作經驗明顯較擁有IEEE 802.11n技術基礎的WHDI相對較差，而且其技術需達到超高資料吞吐量(Very High Throughput；VHT)，開發技術層次較高，待克服技術瓶頸相對也較困難許多。

仔細觀察IEEE 802.11n、WHDI與WirelessHD 3大無線技術標準，其實會發現其仍有許多共同的問題待解決，例如，利用MIMO技術雖然是解決干擾與提昇資料吞吐量的策略，但當天線數增加後，成本與天線間的調控如何產生最大效能，都將影響商品化的實際效用。家庭影音無線傳輸技術規格誰能勝出，其實關鍵的地方在於哪款技術可率先將主控晶片快速量產、並壓低成本，雖然看似IEEE 802.11n技術優勢相對較高，但舊有技術如何在影音傳輸需求快速達到最佳化設計，也讓 WHDI與WirelessHD仍有奮力一搏的機會。