迎接5G Wi-Fi行動上網時代的來臨

人們對影片——尤其是高畫質影片——的需求，正推動行動電信業者持續尋求增加頻寬的方法。在網路方面，電信業者推出4G網路，以支援影片上傳下載所需求的大量頻寬。Wi-Fi業者觀察，使用者有時直接跳過一般互連的傳統網路，轉用點對點的高頻寬Wi-Fi技術所提供的內容分享。去年在台北國際電腦展(COMPUTEX)上，也看到OEM、ODM業者開始主打使用下一代802.11ac Wi-Fi技術的產品，即為博通(Broadcom)所說的5G Wi-Fi網路。

在今年的台北國際電腦展上，博通推出多款新品，希望能將5G Wi-Fi技術帶進大眾市場。DIGITIMES近日訪問博通行動暨無線事業群副總裁(Vice President for Broadcom's Mobile and Wireless Group)Rahul Patel，進一步瞭解博通新產品的目標市場；同時，博通嵌入式無線暨無線連線組合方案部門行銷總監(Marketing Director for Embedded Wireless, Wireless Connectivity Combo at Broadcom) Jeff Baer將揭櫫博通是如何以Wi-Fi、藍牙產品進軍嵌入式市場。

問：就頻寬來說，入門級的5G Wi-Fi支援的傳輸速率達到450Mbps，至少較802.11n快上3倍，一些高速802.11ac裝置的傳輸速度則能超過1Gbps。您能否為讀者們簡要說明產品之間的差異，以及5G Wi-Fi較前一代Wi-Fi技術所帶來的好處嗎？

Rahul Patel：簡單來說，就是5G Wi-Fi能提升Wi-Fi晶片的射頻電流？串流數、改善頻寬，1x1解決方案的頻寬會比2x2的解決方案小，以此類推。但使用越多射頻電流，也意味著耗電量會提高，所以手機會使用1x1的解決方案，路由器則會使用3x3的解決方案。只是在平板電腦以及個人電腦的部分，要選用哪種解決方案就沒那麼一目了然，畢竟頻寬、功耗、成本都會是OEM業者考量的要素。博通在台北國際電腦展推出的多項產品，正是為了不同行動裝置、市場區隔所做的各別考量，從入門級至高階產品，均能符合所需。

就5G Wi-Fi的其他好處而言，切記5G Wi-Fi不只能改善短距傳輸的鏈路預算(Link budget)，尤其與前一代的802.11n技術相比，在長距傳輸的鏈路預算上更有大幅度的提升。

問：去年在台北國際電腦展上，我們看到了多家廠商展示802.11ac Wi-Fi產品。您能為我們說明5G Wi-Fi 市場的新發展嗎？

Rahul Patel：去年我們看到5G Wi-Fi技術有了第一輪產品設計，這是個好的開始。今年我們可以預期第二代設計會有更多成熟、功能穩定的產品，博通相信現在正是將5G Wi-Fi技術推往大眾市場的時機。

自去年台北國際電腦展以來，5G Wi-Fi市場有了不少新發展。截至2012年底為止，幾乎每個路由器OEM廠商都推出了以5G Wi-Fi技術為基礎的路由器。這些裝置當中多為3x3設計，一些則仍是2x2裝置。

去年我們有一款1x1 802.11ac產品(BCM4335)進入量產，今年應會有數款使用BCM4335的產品上市。市場對802.11ac應用產品的焦點，多在行動裝置OEM代工廠所推出的高階旗艦級產品上，畢竟在首批使用5G Wi-Fi技術的行動裝置中，就有一些高階行動裝置。舉凡今年初在全球行動通訊大展上，宏達電(HTC)推出了使用博通BCM4335 802.11ac整合式解決方案的HTC One智慧型手機。另一款使用4335解決方案的明星產品還有三星電子(Samsung)的Galaxy S。

在未來6~9個月當中，多數OEM大廠應該會推出使用802.11ac技術的旗艦級產品。

問：這些產品將會使用博通在2012年推出的裝置，因此我們在2013年能看到什麼新消息嗎？博通對802.11ac產品有何計畫？

Rahul Patel：我們已經開始量產1x1產品供高階手機之用，2013年目標則是要開始打造成本更低的產品。要達到這個目標的一個方式是改善1x1解決方案的效能表現，並降低價格，該方案亦為5G組合解決方案。成本降低的1x1產品將以中階、高階入門等級的手機為應用對象，我們同時也會推出瞄準平板電腦、個人電腦市場的新產品。基本上，我們今年就是要讓5G Wi-Fi技術普及化。

今年在台北國際電腦展上，我們會發表兩款主要新產品(分別是BCM 4339和BCM 4316)，主攻大眾市場產品應用。BCM 4339以個人電腦、平板電腦為應用對象，BCM 4316則是主要用在桌上型電腦和筆記型電腦。我們都知道，個人電腦市場對成本極為敏感，但這個市場也將因5G Wi-Fi技術的解決方案和效能提升而受惠。除了使用5G Wi-Fi技術，博通的單晶片設計都是高度整合的解決方案，除了兼具低雜訊與功率放大的功能外，同時針對搭載各類作業系統、系統平台之終端裝置進行最佳化處理，因而使5G Wi-Fi技術能在多個市場中順利導入。

問：這兩款解決方案都以個人電腦市場為目標，您可以說明BCM 4339和BCM 4316之間的關鍵性差異嗎？

Rahul Patel：4339 使用SDIO為主的行動裝置專用的匯流排介面，支援博通用於諸多旗下舊款行動解決方案的創新架構。另一方面， 4316的設計主要依賴系統的主處理器來負責部分運算處理工作，因為支援PCIe介面，能為桌上電腦與筆記型電腦帶來更多優勢。除此之外，如果你拿博通前代產品(4335)和4339相比較，後者省下的功耗幾乎達到20%。所以從各方面來說，4339都會是效能更好、成本更具吸引力的解決方案。

問：博通是如何達到降低功耗的目的呢？是藉由提升半導體製程嗎？

Rahul Patel：不，我們還是跟前代產品一樣使用CMOS製程。新一代產品之所以能降低功耗，主要是透過最佳化設計。基本上，我們重新設計裝置中的射頻和控制、運作管理的子系統，這幫我們有效降低了耗電量。

問：您對市場的反應有何預期？我是說，既然博通已經推出更多更具成本效益的解決方案了，您認為802.11ac無線產品市場接受度多久能打開來？

Rahul Patel：我相信802.11ac無線產品不僅會快速普及，而且出貨量也會非常高。部分市場分析師們的預測指出，在2014年底，行動市場(智慧型手機)將有將近5成改用802.11ac。這將會是個巨大的改變。正確來說，對博通而言，這會比我們在Wi-Fi產業歷經過的其他科技轉變都還要快。就出貨量而言，市佔率會如我剛才所說，達到50%，也就是說2014年底之前出貨量能達到3~5億組。

問：那路由器方面的配售率呢？您認為在那些客戶端裝置的支援，也會有這樣的巨大轉變嗎？

Rahul Patel：在路由器方面，我們的確正看到配售率持續上升，原因之一是2x2設計在路由器市場越來越多。像Netgear、Belkin等廠商都推出了2x2路由器，並非只有3x3設計，而這自然也拉低了價格。

不過還是要記得一點，當我們談到5G Wi-Fi普及率時，該技術的一大好處就是能用來點對點傳輸。當平板電腦或是智慧型手機用戶要將影片從一台裝置傳到另一台時，當中並不會用到路由器。在影片串流，尤其是高解析度影片串流傳輸場合，5G Wi-Fi 能大幅改善傳輸經驗，所以我們預期客戶端裝置採用5G Wi-Fi 技術將能發揮網路效應，推動其他業者為旗下的客戶端裝置升級至5G Wi-Fi 技術，使其裝置能使用點對點傳輸。

舉例來說，如果一個人同時擁有智慧型手機和平板電腦，而且把智慧型手機當成行動無線基地台，則兩台裝置都支援5G Wi-Fi就能為他帶來莫大好處。另外一個好例子就是人們能在宴會活動中，將行動裝置和大螢幕配對連結(因為電視也開始採用5G Wi-Fi解決方案了)，方便與眾人分享影片。

問：關於博通在平板電腦市場，尤其是針對2x2解決方案的計畫，能否多做說明？就我所知， 2x2解決方案在平板電腦市場還不多見。

Rahul Patel：基本來說，平板電腦一路發展都像是智慧型手機的分支，OEM廠在平板電腦上使用的Wi-Fi解決方案就跟在手機上使用的一樣。不過，手機有個特性，因為內部空間小，無法支援多天線解決方案，這也是為什麼在手機上只能看到單串流Wi-Fi技術。

平板電腦產業一開始也只有單串流解決方案，但隨著平板電腦對高頻寬傳輸影片需求持續增加，OEM廠也瞭解到平板電腦內部有足夠空間支援多天線技術。可惜的是，之前市場上沒有5G Wi-Fi解決方案，如果觀察現在的市場，有些已上市的平板電腦已經用了2x2綜合解決方案，不過那也只是我們的2x2 802.11n組合解決方案。

不過，我們現在正要推出2x2 802.11ac組合解決方案(4350)，這主要以平板電腦市場為目標，但如果個人電腦、筆記型電腦廠商有興趣，我們當然也能為其提供相應設計。重點就是如果你有大螢幕裝置，你不會想因為較小頻寬的解決方案而影響到使用經驗。

我們的4350解決方案使用MIMO架構，信號傳輸長度達1x1解決方案的兩倍，所以綜合起來傳輸距離、傳輸表現都極佳。4350系列產品同時也盡可能支援各類I/O介面，所以OEM業者能輕鬆將2x2 802.11ac解決方案用在平板電腦、個人電腦、電視等產品中。我們也支援USB 3.0，所以4350系列中亦有支援筆記型電腦、個人電腦PCIe介面者。我們還有支援用於安謀(ARM)、Android這類裝置的SDIO 3.0介面。

問：博通供平板電腦用的2x2 802.11ac裝置(4350)功耗多少？

Rahul Patel：我們預期4350所消耗的功耗會比1x1解決方案稍多，整體功耗最高可能會比我們目前的2x2 802.11n綜合解決方案多出10%~15%。看待功耗，最重要的是長時間的使用效能表現，若是看單日使用8小時的情況，多出15%耗電其實差別不大。你會想看的是裝置電池續航力能否多出1小時左右。除此之外，我們也預期4350的智慧設計能讓運作最佳化，使最高功耗能大幅降低。

問：您所說的運作最佳化是什麼意思？

Rahul Patel：基本上我先前是給你的數字是絕對的功耗， 但4350的智慧設計能進行自動調整，如果系統用不到2x2頻寬，4350就能自動降低速率，讓功耗精簡而得到最佳化效果。

問：博通將在今年台北國際電腦展推出數款產品，我們到時在會場上能看到使用4350晶片的產品嗎？

Rahul Patel：我們在今年台北國際電腦展推出的產品都已經開始送樣，客戶端已經有使用4350晶片的產品了，所以會場上應能看到相關主打產品，以及將於年底前出貨的產品。

而且，不只有IT產品採用4350晶片。年初在美國消費性電子大展(CES)上，樂金電子(LG)發表一款數位電視，我們看到各種IT、消費性電子產品的知名大廠都開始使用5G Wi-Fi技術，部分OEM廠商開始推出使用5G Wi-Fi、設計上可和其他裝置輕鬆互連的多種產品。

問：供應鏈業者的反應如何，尤其是台灣ODM廠商有何因應？

Rahul Patel：如果是看供應鏈，台灣業者為手機設計了多款模組、為路由器公司打造了不少路由器，為個人電腦公司做了許多模組。隨便講一個應用，你一定會找到能在產品上使用5G Wi-Fi的台灣公司。

不過，我想特別指出，使用5G Wi-Fi技術的不只有台灣ODM廠。就市場上的5G Wi-Fi產品來說，我們看到OEM大廠中的確有兩家來自台灣。如我先前所說，HTC One是款相當優秀的產品，也是首批使用5G Wi-Fi的行動裝置之一。HTC One表現絕佳，其品質也讓宏達電最終得以在智慧型手機市場取得一席之地，沒有其他公司能提供和宏達電一樣的產品。

華碩則是另一家推出了優秀5G Wi-Fi產品的OEM業者。華碩的5G Wi-Fi路由器表現在市場上數一數二，該公司也是首批在旗下個人電腦使用5G Wi-Fi 的電腦公司之一。台灣有不少使用5G Wi-Fi的例子，不是只有ODM業者而已。當然我深信台灣的ODM業者相當優秀，只是這次我們更看到出自像宏達電等台灣品牌業者，發展出效能最好的產品，而這樣的發展令人引頸期待。

問：近來有業界消息指出，博通的無線技術將前進嵌入式系統的應用領域，可以請您談談博通目前在這方面的進展嗎？

Jeff Baer：首先，若以技術和業務模式分類，博通的嵌入式系統業務屬於我們產品組合完全不同的一個面向。在消費性系統的世界裡，主要的業務集中在大型OEM和ODM代工廠，專攻一些定義明確的應用。而我們瞄準的嵌入式領域，不管稱之為物聯網(Internet of Things；IoT)或機器對機器(machine to machine；M2M)的數據傳輸，比較近似水平整合型態的業務，也就是各類型的電子裝置最終都會透過無線網路而聯結在一起。

問：博通能提供客戶哪些服務？

Jeff Baer：我所負責的產品家族名為WICED——嵌入式無線網路連結裝置(Wireless Internet Connectivity for Embedded Devices)，透過WICED這樣的一個開發系統，可以大幅簡化嵌入式裝置所需要的無線連網功能的過程——主要是指Wi-Fi和藍牙的功能。我們在大約1年前推出第一款以Wi-Fi為主的WICED產品，此後又不斷推陳出新，使其支援功能更加完整。例如最近我們才剛推出支援藍牙系統單晶片(Bluetooth Smart SoC)的智慧型開發套件(Smart Development Kit)，讓電池供電的裝置有更廣大的產品開發空間。

問：您認為推動這個市場的動力為何？

Jeff Baer：無線內嵌式應用市場實際上並不需如此複雜，只要透過專門的網路閘道器或獨立聯網外接盒，裝置就能擁有連網功能，如果使用Wi-Fi連網，甚至也不需外接設備。但這個市場真正最重要的推手和發展動力，還是繫於智慧型手機及平板電腦的成長；這些行動裝置都支援Wi-Fi，所以只要你手上的裝置支援Wi-Fi，就可以輕鬆上網。

問：能否更進一步解釋？

Jeff Baer：若以智慧型手機作為系統終端控制台，透過物聯網，各式各樣的結點都能匯集於網路，接著整合起來，聚集在同一處以備後續的分析或處理。假設你的鞋子裡有某種感應器，能顯示你何時走了1萬步，或是你裝了某種心跳監測器，這些感應器收集到的數據，會透過無線傳送到智慧型手機中彙整；累積的數據可用於監控，更重要的是還可以上傳到雲端，或傳到網站上進行分析，並依分析結果，決定是否採取相應對策，或者只需持續每天追蹤數據即可。

這些裝置的操作模式有些相當簡單，例如某些醫療設備或藥物分配盒就是個很好的例子。當這些裝置加上無線網路功能後，即便是獨居患者，也能追蹤其治療情形，並固定回傳每天的數據，可以記錄服藥的時間，甚至可以確認病人的生命跡象是否穩定、數據是否保持在預先設定的安全範圍內。如此一來，可以節省醫護人員出診或到府檢查的高昂成本。

問：我們觀察到，博通的嵌入式裝置無線通訊是採用藍牙和Wi-Fi，其他業者卻多半採用ZigBee，您的看法如何？

Jeff Baer : 很多不同類型的無線通訊協定在某種程度上都很相似，但終究不一樣，而且優劣互見。ZigBee是最先應用於嵌入式裝置的無線通訊協定之一，從數年前，在還沒出現其他更適合感測器使用的技術，就開始穩定發展，主要針對機器與機器間智慧聯網(M2M)或是感測器應用。儘管ZigBee的起步較早，但長遠來說不見得是最理想的技術，在某些方面ZigBee禁不起時間的考驗，其中最重要的就是裝置間互通性(interoperability)，ZigBee在各個解決方案或各營運商之間的互通性並不特別突出。

反觀藍牙技術聯盟(Bluetooth SIG)與Wi-Fi聯盟(Wi-Fi alliance)在設立互通性標準、以及嚴格相容性認證上成果非凡。如果你有藍牙裝置，你就知道它可以和其他藍牙裝置協同操作；如果裝置上有Wi-Fi標誌，就可以和其他Wi-Fi裝置互通。

ZigBee的另一個問題屬於實用層面，ZigBee可以連結各個裝置，但裝置互連後，各裝置間該怎麼交談呢？難處在於，如何將裝置中的數據，轉化成一個便於分析的資料格式。ZigBee需要仰賴某種位於家中、倉庫或工廠某處的特殊閘道器或外接設備，但這麼一來，整個系統會變得比實際需要更複雜，使用者不會想要加裝更多的外接設備。

另一方面，如果這些嵌入式裝置能支援Wi-Fi和藍牙，就可直接透過智慧型手機操作，這又回到我先前所說的，這個領域要達到爆炸性成長的動力，非靠這些支援Wi-Fi和藍牙的智慧型手機和平板電腦不可。只要有藍牙或Wi-Fi裝置，就可以透過平板電腦或智慧型手機、甚至電視或個人電腦(PC)來啟用。透過這種操作模式，用戶更容易取得或運用這些數據，換句話說，行動生活將更加值。