拉攏超寬頻/NFC/ULP 藍牙步向WPAN霸主

2008-01-16
藍牙在陸續喊出整合低耗電、超寬頻與近距離無線通訊技術以後,試圖成為無線個人網路霸主的態勢已經昭然若揭。未來藍牙將分為三大產品線,即分別為現行的藍牙2.1+EDR、超低功耗藍牙與超寬頻藍牙,並依此主攻不同的應用市場。
繼2007年藍牙技術聯盟(Bluetooth SIG)宣布在與Wibree技術的成功整合並更名以後,超低功耗藍牙(ULP Bluetooth)已經正式問世,並成為藍牙技術聯盟近期最為看重的技術之一。而與近距離無線通訊(NFC)技術的結合,也可望在近期實現,更加刺激如手機錢包等應用的普及。至於藍牙與超寬頻(UWB)的結合,雖然在2005年就開始蘊釀,不過藍牙技術聯盟估計,要到2009年以後才會有顯著成果。  

整合過程順遂 超低功耗藍牙普及有望  

圖1 藍牙技術聯盟亞太區技術市場經理蘇國良對於藍牙與其他技術的結合都頗為看好,認為假以時日將更加普及。
原名為Wibree的短距超低功耗技術,是由諾基亞(Nokia)在2001年開始進行研究,並集合Nordic、卡西歐(Casio)、愛普生(Epson)、劍橋無線半導體(CSR)、博通(Broadcom)等業者分別針對單一模式(Single Mode)與多模(Dual Mode)進行開發,於2006年時成立Wibree論壇,針對各項技術討論。該論壇更在2007年6月正式併入藍牙技術聯盟,共同研擬整合技術的發展。  

Wibree可說是藍牙技術聯盟整合過程中最為成功的一種技術。藍牙技術聯盟亞太區技術市場經理蘇國良(圖1)指出,超低功耗藍牙由於在許多層面上都與藍牙極為近似,因此兩大組織之間的整合極為順利,2007年11月時已完成七成以上的技術整合,並預計在2008年上半年即可看到超低功耗產品的出貨。  

射頻晶片業者Nordic首席科學家Frank Berntsen就指出,目前諸多手持式裝置都朝輕薄短小的方向發展,且同時側重低電源的議題,因此可依製造商需求打造出超低功耗的產品,頗受重視。Berntsen認為,超低功耗藍牙裝置在未來將成為與個人電腦介接的最佳橋樑,並據此滿足各項數據資料的傳輸需求。  

蘇國良進一步指出,由於初期Wibree論壇就針對晶片應用區分為單模與多模,因此時程上也略有差別。一般來說,單模超低功耗藍牙由於成本低、射頻(RF)晶片可共用,因此將率先問世,主要的應用將包括運動用品、健身器材、醫療管控與車用等領域(圖2)。不過,儘管整合過程難度不大,仍需要龐大的出貨量作支撐,超低功耗藍牙成本才能進一步探底,並打入一般消費性大眾市場。

資料來源:英特爾、藍牙技術聯盟
圖2 藍牙相關應用產品

ZigBee主攻家庭自動控制  

除了Wibree之外,另一種短距無線技術名為ZigBee,也以低功耗著稱,並由德州儀器(TI)等晶片大廠主導。蘇國良說,相較於Wibree有藍牙累計超過十五億件的裝置做後盾,ZigBee至今的應用數量仍少,要打開市場有其難度。  

對於上述見解,德州儀器半導體行銷技術行銷工程師黃智偉有不同看法。他認為,ZigBee由網狀網路(Mesh Networking)出發,節點數高達六萬五千個,遙遙領先超低功耗藍牙,也是ZigBee藉以步入家庭自動化控制市場的優勢。  

黃智偉認為,藍牙與Wibree可以看到的多是在個人裝置上的應用,而ZigBee將可安裝於建築物內,提供包括消防警報、燈光控制、倉儲管理等大範圍、多單位的管控。而未來亦可能與手機結合,讓手機從通訊裝置成為萬能遙控器。  

NFC結合手機首攻小額付款  

圖3 NFC技術已走入現實中,在部分高科技住宅只要透過NFC晶片即可輕易開鎖。
同樣被藍牙技術聯盟看中的短距傳輸技術,還有近距離無線通訊技術。這項技術由於可在10公分的短距離內提供高安全性的窄頻應用,且基於開放免執照的13.56MHz頻率,允許各裝置間的無線連結,因此頗被看好,並積極與近距離無線通訊論壇(NFC Forum)洽談合作,目前的近距離無線通訊技術已可應用於智慧標籤讀取器、電子錢包、電子票務、電子鑰匙(圖3)等應用。  

蘇國良表示,近距離通訊的主要應用就是在安全議題,因此在藍牙2.1版本中就融入相關技術以增進配對(Pairing)技術,加強安全管理。蘇國良認為,透過此技術的加持,可望擴大藍牙未來的應用。  

圖4 恩智浦大中華區業務副總裁王俊堅表示,NFC由於具高安全性,因此在小額付款議題上最為普及,將來更可望與數位相框等新科技互相搭配,進一步打造數位生活。

近距離無線通訊論壇創立者之一恩智浦(NXP)也表示,藍牙與近距離無線通訊技術的結合將有助新興應用的起飛。恩智浦大中華區業務副總裁王俊堅(圖4)表示,近距離無線通訊由於適合小額付款機制,再加上與手機的結合,將成為未來的手機殺手級應用。  

據悉,將於2007年底前上市的明基電通(BenQ)首款商用近距離無線通訊手機T80,已完成與恩智浦近距離通訊晶片SmartMX的結合,實際問世的手機產品將相關功能儲存於手機中的SD記憶卡,包括電子錢包、交通票券、安全防護的應用皆統一整合至該SD卡中。值得一提的是,此種屬於「卡機分離」式的產品,雖然成本較高,但用戶只要將SD卡抽出替換,即可在其他近距離無線通訊手機上重新啟用,更加提升便利性。  

蘇國良也說,待技術更進步時,亦可將近距離無線通訊手機與名片辨識相結合,允許商務人士將個人資訊存入名片附加的晶片中,對方僅須將近距離無線通訊手機靠近晶片名片即可將姓名、電話、公司、職稱等訊息存入手機通訊錄(圖5)中。  

論壇成員觀望氣氛濃厚  

圖5 若將NFC晶片內建於名片上,具有NFC功能的手機即可直接輸入名片上的個人資訊,減輕不少用戶的困擾。

尷尬的是,雖然藍牙技術聯盟與近距離無線通訊論壇都對兩者的結合頗具信心,不過其他晶片業者若遲遲不跟進,將讓這項技術的市場反應有點冷淡。

根據了解,由於近距離無線通訊最早乃由新力(Sony)、諾基亞(Nokia)與恩智浦所共同創立,目前雖已有百餘家相關業者加入,包括高通(Qualcomm)、博通(Broadcom)、德州儀器、英飛凌(Infineon)、瑞薩(Renesas)與恩益禧(NEC)等晶片業者也都加入會員,不過由於相關專利操縱在該論壇最早也是唯一的晶片業者恩智浦手上,讓其他業者頗為忌憚,深怕最終成為替他人作嫁。  

針對這項疑慮,王俊堅表示,該公司與新力日前合資成立新公司Moversa,就將致力於非接觸式智慧卡的應用。Moversa將規畫、開發和生產安全晶片,並將安全晶片推廣於相關非接觸式智慧卡技術如Mifare與GeliCa等。而恩智浦日前也表達願意開放部分技術的態度。  

英飛凌在2007年11月時發表32位元高安全性快閃記憶體微控制晶片,其中即提供近距離無線通訊行動應用所需之安全層級與便利性。除了強化的硬體安全效能外,該微控制晶片還結合單線通訊協定(SWP)介面與免接觸的Mifare技術,具近距離無線通訊功能的行動電話的用戶只要將手機靠近免接觸的終端機台介面,即可進行線上付款或進出大眾運輸系統,對刺激市場成長同樣有所助益。  

受限頻譜/接受度 超寬頻藍牙難產  

相較於其他技術,面對藍牙技術聯盟的熱情呼喚,超寬頻業者卻顯得不太捧場。事實上,超寬頻是藍牙技術聯盟最早喊出整合的技術,然而從2005年至今,都沒有看到實際的應用問世。相較於超低功耗在短短數月內就整合完畢、不到一年就可望推出產品問世,藍牙與超寬頻的聯姻之路似乎頗為坎坷。  

蘇國良指出,藍牙技術聯盟當初看上超寬頻,就是因為其高達480Mbit/s的傳輸速率,可為使用者帶來更多便利,因此該聯盟積極運作,希望可以完成合作。  

不過,截至今日,超寬頻與藍牙的合作都不算完成,也招來進度拖延之譏。蘇國良承認,兩者的合作確實還在進展中,而主要的原因則在於各國間的頻譜不一,拖緩了市場成形的腳步。  

蘇國良補充說明,目前用戶尚無法想像超寬頻與藍牙結合後帶來的便利,因此接受度有限,也同樣影響業者的支援意願。  

圖6 Pulse~Link技術長John Santhoff並不看好藍牙與超寬頻的結合,他認為兩者在頻率上相差甚多是最大主因。

超寬頻晶片業者Pulse~Link技術長John Santhoff(圖6)則表示,藍牙與超寬頻的結合先天技術上就有許多門檻。從基礎層面來看,由於超寬頻頻帶從6G~10GHz不等,與藍牙現行的2.4GHz相差頗遠,就讓技術層面的進展延宕許久。  

另外,Santhoff也說,藍牙與超寬頻的結合,不論是在電源、效能或是距離上都頗令人失望。Santhoff表示,許多人在看技術結合時,皆忽略了平衡的觀點,他以功耗和傳輸速率為例,若單純為追求超高頻寬如480Mbit/s,卻在功耗需求上超出底線甚多,那也將是本末倒置。  

量測業者同時對藍牙與超寬頻的結合抱持保留態度。羅德史瓦茲(R&S)系統部資深系統工程師劉佳炘表示,從藍牙技術聯盟的態度來看,確實極欲完成多合一(All-in-one)的技術整合,不過由於市場上暫時還看不到藍牙與超寬頻結合的終端應用,因此該公司對其短期內的發展並不特別樂觀。  

羅德史瓦茲系統應用工程部系統工程師詹利澤強調,除了藍牙手機與耳機之外,藍牙技術的應用其實屈指可數,也因此,該公司目前並未看到如超寬頻等其他應用的需求展現,因此也不打算在近期推出任何相關的量測儀表產品。  

不過,劉佳炘仍語帶保留,如果技術與市場陸續到位,要在2010年以前看到以超寬頻藍牙技術為主的家庭數位影音劇院也並非不可能。

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