市場需求推動通訊裝置換機潮 寬頻無線技術挑戰重重

2007-03-16
在語音影像和資料連結的大一統趨勢浮出檯面之後,在啟動新一波通訊設備的換機潮的同時,卻也帶來更多的難題:包括實際距離有限、無線技術互相干擾、漫遊功能未臻完善等,都是重重挑戰。而部分新興技術頻譜未定,更阻礙了無線通訊的發展。
在語音影像和資料連結的大一統趨勢浮出檯面之後,在啟動新一波通訊設備的換機潮的同時,卻也帶來更多的難題:包括實際距離有限、無線技術互相干擾、漫遊功能未臻完善等,都是重重挑戰。而部分新興技術頻譜未定,更阻礙了無線通訊的發展。  

在視訊、語音和數據三合一服務(Triple Play)的帶動之下,再加上消費者對資料查詢、電子商務、娛樂的需求都隨之提升,無線寬頻的大浪潮已經銳不可擋。雖無線寬頻技術擁有眾多支持者,如晶片端、網通設備端,或是在電信業者端,都有業者陸續表達對不同技術的支持,然而,諸多技術瓶頸仍有待解決。  

無線技術層出不窮  

若要談近期無線網路技術的演進,套句政治語言來說,幾乎可以用「參選爆炸」來形容。從短距離應用無線個人網路(WPAN)802.15系列藍牙 (Bluetooth)、超寬頻(UWB)與Zigbee;到無線區域網路(WLAN)的802.11系列的IEEE- 802.11a/b/e/i/g/n等;還有無線都會網路(WMAN)的802.16a/d,再加上最為人所熟悉,無線廣域網路(WWAN) 802.16e在2.5G/GPRS、3G/HSDPA的應用,都證實無線技術的熱度(圖1)有增無減。  

不過,要說無線技術已經完美無缺,還有很長的路要走。正文科技執行董事楊正任(圖2)說,雖然近期業界正積極走向「寬頻網路無所不在(Wireless Broadband Anywhere)」的最終理想,不過其中的瓶頸卻也同樣「無所不在」。  

行動漫遊未完善  

楊正任指出,如以802.11系列的WLAN為例,雖然期望能達到行動通訊收發自如的境界,不過目前的漫遊(Roaming)並非完善,也時常會見到一旦進入移動狀態,或是行動裝置持有者位於兩個基地台(AP)中介點時,反而出現「三不管地帶」而導致通訊中斷。  

也因此,在現實世界中,真正的漫遊通話其實仍不完全。隨之延伸的則是在高速移動上的連結障礙,目前WLAN無法支援在高速移動下的通訊,因此在上述環境中將有可能會失去連線。  

無線干擾難避免  

其次,楊正任認為,隨著無線區域網路技術的逐漸普及,家庭與企業用戶使用者日益增加,反而造成WLAN技術之公眾區域網路在布建與維護時,常面臨頻率互相干擾。這項問題尤在人口密集的都會區最常見到,而台灣地狹人稠的環境特色也勢必須要面對這個互相干擾的難題。  

傳輸範圍待延伸  

此外,楊正任透露,儘管WLAN擁有諸多優勢,卻掩蓋不了傳輸範圍有限的事實。目前傳統WLAN的傳輸範圍大約只有100公尺,收發者一旦在此距離以外就會失去資訊連結的能力。楊正任直言,在這樣的傳輸範圍之下,很難吸引用戶大舉採用,走入WLAN的世界。  

管理機制仍闕如  

反觀WLAN的運作,除去前文所提技術瓶頸之外,在管理機制上同樣有所欠缺。舉例來說,傳統的WLAN技術並未有明確的服務品質(QoS)和完善的安全管理(Security)機制,楊正任說,就算是在802.11e與802.11i已經陸續通過標準的今日,大部分的WLAN設備仍未具有管理或是安全的功能。  

綜合以上所述,業者們正在期待能夠一舉解決上述問題,破除各項技術障礙的終極技術。  

MIMO成無線寬頻救世主  

因應上述各項技術瓶頸,被稱為第四代寬頻無線通訊系統的多輸入多輸出-正交分頻多工(MIMO-OFDM)也被視為上述難題的剋星。正交分頻多工的崛起,是基於寬頻網路使用者日益增多,而為使頻寬依舊能發揮最大效益而問世。  

正交分頻多工的基本原理是透過多載波傳送,也就是透過將資料串切割為數個資料流,以子載波傳送之後再結合而成。與單一載波系統相比,由於多通道的方式避免了各種訊號同時衰耗的可能,因此通訊中斷的比例也隨之降低,故能有效降低錯誤率。  

楊正任透露,多輸入多輸出技術藉由多組接收器及配合智慧天線與基頻技術,延長了傳統無線網路傳輸距離及傳輸速率,也是近期802.11n的發展根基。  

網狀網路解決距離衰減難題  

另外,近期逐漸受到重視的網狀網路架構(Mesh Networking)同樣可望為WLAN的難題解套。目前已在台北市無線網路新都計畫中採用的無線網狀網路解決方案(Wireless Mesh Network Solution),其最大特色是可將每個無線基地台(AP)節點賦予傳送與接收功能,讓資訊透過AP不斷延伸,成為樹狀連結架構。  

楊正任十分看好此架構,他認為未來在網狀網路架構持續發揚之下,消費者的每一台終端設備都有可能成為傳遞資料的基地台,大大擴增無線網路的傳輸距離。  

儘管無線寬頻網路的技術瓶頸尚未全盤解決,不過因應解決方案已陸續出現。隨著業界同心協力尋找更適當的解決之道,用戶與無線寬頻網路間的大同世界亦指日可待。  

(詳細圖表請見新通訊元件雜誌73期3月號)  

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