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Wi-Fi無線連網的過去、現在與未來

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博通(Broadcom)寬頻通訊與連線事業群產品行銷總監Vijay Nagarajan
博通(Broadcom)寬頻通訊與連線事業群產品行銷總監Vijay Nagarajan

活動一開始,博通(Broadcom)寬頻通訊與連線事業群產品行銷總監Vijay Nagarajan,即引用尼古拉斯‧尼葛洛龐帝(Nicholas Negroponte)於1995年出版的《數位革命》(Being Digital)一書中,「一切事物都會歷經從原子轉成位元的數位化過程」作為開場。

過去20年Wi-Fi無線寬頻技術帶來的變化

Vijay Nagarajan指出,20年前網際網路、行動電話用戶數約5,500萬、8,000萬,佔全球總人口比例約0.6%、1%,當時他家中沒有任何手機、電腦,壓根也沒聽過Internet;20年來Wi-Fi無線網路技術已演進到第5代802.11ac(433M~1.3Gbps),全球網際網路、行動電話用戶增加到28億、52億,佔全球總人口比例約39%、73%,如今他家有2支智慧手機、4部筆電、4部平板,以及10個具備Wi-Fi無線連網的設備。

從1997年第一代Wi-Fi 802.11(2Mbps)、1999年第二代802.11b(11Mbps)、2002~2006年802.11g/a(54Mbps),到2007~2011年第四代802.11n(450Mbps)的規格推進,Wi-Fi不僅實現數位承諾,也將一切運算變為行動化。連線能力進化使網路流量從1990年代開始便以100%以上的年複合成長率成長。2013年5月Cisco VNI調研預估,到2017年全球網路總頻寬流量達786Tera bps,等同7.2億人同時觀賞HD(1280x720p)的網路視訊串流;到2017年底全球IP總流量將達到1.4 Zetta Bytes。今日802.11ac超越Gbps的連線速率,正可因應大量成長的視訊需求。

Vijay指出,2002年透過Wi-Fi下載一張DVD電影需要80分鐘,2014年的802.11ac下載藍光影碟僅需10秒鐘。而今日Wi-Fi更厲害,例如博通於MWC展出全球第一個5G Wi-Fi 2×2 MIMO、即時同步雙頻(Real Simultaneous Dual Band;RSDB)技術的BCM4359網通晶片,能同時支援2.4&5GHz兩個頻段的傳輸與接收,讓行動連線獲得更大效益,甚至提供解析度達4K UHD(3840x2160)等級的無線影音畫面傳輸能力。從2012年第二季到2014年底,博通已銷售超過4.5億顆BCM43xx系列的行動網通晶片。

未來對Wi-Fi連線的需求

未來的寬頻行動裝置,無論企業或消費者都需要更精準的定位:裝置處於恆開機狀態下,需要更長的電池續航力與低功耗連線能力;連網存取的範圍與覆蓋性更廣,同時裝置、內容與服務商需要更有效率的使用網路頻寬;以及能因應快速資料同步的連線速率,無連接線(No Cables)的趨勢正在實現中。

Vijay指出,因為新的內容?雲服務(資料),創造出新一代的行動連網裝置,成為未來數位生活的中心,進而使網路流量成長。據2012 Cisco VNI, sixrevisions.com調研預測,到2018年包含視訊?音訊、遊戲、社群網路、線上儲存等雲端應用,將佔去全球90%的網路流量,其中行動通訊流量中有2/3都是視訊,流量將達到每個月15 Exa Bytes。而2013 Ericsson Mobility Report, ABI Research指出,2018年行動網路流量將增加11倍,而行動連網平均速率則從2013年的1,387Kbps(1.39Mbps)倍增到2018年的2.5Mbps。

此外,因應穿戴式裝置與物聯網的熱潮,2018年含工控連網在內的聯網裝置數量將突破100億,超越地球76億總人口數。因物聯網在消費端提供了居家自動化(Home Automation)、娛樂、車載電子(Automotive)與穿戴式裝置(Wearables)商機;對產業方面則可提供零售通路、物流業、農耕與城市?交通設施的應用;而在醫學上則可提供臨床醫療(Clinical Health)、遠距醫療、生化與器材等應用,對人類生活造成全面影響。

其中,尤其像是醫學界藉由雲端大數據的分析,由用戶身上配戴的醫療健身器材隨時回傳身體的生理參數,提供了個人化的數據連通、提高監測效率,帶來新的療法與療效,創造更好的醫療成果,這種物聯網和巨量資料的匯聚,都將帶來新的商機。

未來物聯網的Wi-Fi技術

從感測器與裝置的監測數據傳遞、雲端與大數據擷取、數據分析與備妥Apps,到最後洞察與改進,由這幾個環節所串連出來的IoT物聯網價值鏈,加上提供高效能、低功耗的Wi-Fi技術,將是兌現物聯網承諾的關鍵所在。Vijay很驕傲的指出,目前這幾個環節的資料封包,有99.98%都是經過博通所設計的網通晶片。

而Wi-Fi將為物聯網帶來傳輸視訊與資料、連接任何連網裝置、整體住家及幕後連網的重責大任,並擴展消費者對物聯網的體驗。如果說1997~2007年是強調連網應用(Connect),2007~2015年是強調消費應用(Consume),那未來將強化並普及在控制應用(Control)——一切物聯網都可透過Wi-Fi來控制。

Vijay強調,因應未來物聯網體驗的最佳技術,需要兼顧安全性(Security)——提供數據與網路設施的編碼與授權機制;可信賴性(Reliability)——提供長時間可信賴且跨環境的運作;以及互通性(Interoperatibility)——基於開放產業標準的裝置之間能相互連接操作,並符合產業規範(Compliance)。

因應物聯網應用而設計的Wi-Fi架構,尚需考量下列因素:1.速度:需要多快。2.範圍:需要多遠。3.電力:供電?續航時間要多久。4.簡易:操作越簡單越好。5.效率:能有多好。

未來針對物聯網的應用,Wi-Fi聯盟已經進行並持續推動的標準像是:(1)802.11ad:採60GHz的短距離傳輸,每秒傳輸速率達數Giga bits,適合於快速同步與顯示用途。(2)802.11af:採用低於1GHz傳統電視空白頻段,傳輸距離長達800公尺以上,同時使用802.11ac的實體層技術,以跟802.11ac相容,可應用於長距離傳輸、蜂巢行動電話系統的卸載以及熱點的應用。(3)802.11ax:提升5GHz頻段的多重存取能力與網路利用率,可作為智慧家庭高容量設備、蜂巢行動電話系統的卸載等應用。

Vijay最後總結,Wi-Fi將持續推動前所未有的創新技術,進一步將Wi-Fi導入連接與控制物聯網應用之中,其整個價值在於數據+無線連接,同時新的物聯網Wi-Fi技術,將激發新的技術和創造出新的商業模式和機會。

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