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[導讀]Wi-Fi CERTIFIED Miracast看到諸多Wi-Fi芯片業(yè)者提出Wi-Fi Display(無線播放)的方案,如Intel的WiDi,或Apple提出AirPlay Mirroring應用等,Wi-Fi聯(lián)盟也有意統(tǒng)一Wi-Fi串流播放應用的標準,進而提出Wi-Fi CERTIFIED

Wi-Fi CERTIFIED Miracast

看到諸多Wi-Fi芯片業(yè)者提出Wi-Fi Display(無線播放)的方案,如Intel的WiDi,或Apple提出AirPlay Mirroring應用等,Wi-Fi聯(lián)盟也有意統(tǒng)一Wi-Fi串流播放應用的標準,進而提出Wi-Fi CERTIFIED Miracast(以下簡稱Miracast)。

Miracast在2012年6月提出,而Wi-Fi聯(lián)盟正式提供認證測試的時間則為同年8月,諸多芯片業(yè)者均支持此一共通標準,包含TI、NVIDIA等,而Intel也愿意放棄自2010年即開始推行的WiDi,新版WiDi將依循Miracast標準。

不僅芯片業(yè)者支持,Google也支持Miracast,Android 4.2版即支持Miracast,而Google與LG合作的智能型手機Nexus 4也支持Miracast。而2013年1月CES期間,Wi-Fi聯(lián)盟也發(fā)出新聞稿,強調持續(xù)強力推展Miracast功效及應用。

由于Miracast是純軟件方案,不用更動底層標準,因此不需要增訂、修訂IEEE 802.11標準也能實現(xiàn),事實上Miracast也倚賴另一個底層標準Wi-Fi Direct,該標準也是純軟件方案,不需要變更硬件即可實現(xiàn)。

與其它家用網(wǎng)絡保持友誼關系

家庭區(qū)域網(wǎng)絡自1998年開始談論,例如以電話線建構家庭網(wǎng)絡(HomePNA),用電源電力線建構家庭網(wǎng)絡(HomePlug)、用有線電視的同軸電纜建構家庭網(wǎng)絡(MoCA)等,但其實最普遍使用的家庭網(wǎng)絡卻是無線的Wi-Fi(另有一小段時間流行HomeRF,然很快被Wi-Fi所取代)。

雖然Wi-Fi為家用網(wǎng)絡最大贏家,但從Wi-Fi聯(lián)盟在CES 2013期間的展示可看出,Wi-Fi聯(lián)盟無意與其它有線家用網(wǎng)絡競爭,相反地,卻有共同推促家用網(wǎng)絡的技術示范。例如Wi-Fi聯(lián)盟與ZigBee聯(lián)盟和HomePlug網(wǎng)絡聯(lián)盟達成合作協(xié)議,使 Wi-Fi、HomePlug 綠色實體層(Green PHY)和使用 SEP 2.0 應用協(xié)議的 ZigBee 網(wǎng)絡設備具備可互通性。

11ac極高通量(VHT)的技術推展

所謂極高通量(Very High Throughput;VHT)指的是原生傳輸率突破1Gbps的Wi-Fi技術,此方面需要底層技術的支持,針對此IEEE 802.11工作小組研擬2套標準,一是IEEE 802.11ac,另一是IEEE 802.11ad。

IEEE 802.11ac使用Wi-Fi較少使用的5GHz頻段(相對于2.4GHz頻段較少被使用),可說是過往11g、11n速率標準的接替延伸,11ac最快可到6.93Gbps(理論值),而加速手法主要是將過往11n的技術再持續(xù)強化精進而得。

例如11n每通道帶寬為20MHz或40MHz,11ac則擴增至80MHz、160MHz,又如11n最高調變?yōu)?4QAM(事實上11a標準已是64QAM),而11ac增至256QAM,另外11n最多4組天線,11ac則增至8組。

比較特別的是,11ac的8組天線不能同時服務同1個終端裝置,而是服務2個或2個以上的裝置,同時服務2個以上的裝置,也改變Wi-Fi過往的同時間僅服務1個裝置的慣例,因此該功效稱為MU-MIMO(Multi-User MIMO),亦即過往11n的多進多出(Multiple-Input and Multiple-Output,MIMO)技術,可同時用來服務2個以上的使用者。

由于11ac將Wi-Fi速率再往上提升,可說是Wi-Fi速率標準的第5次改版(或稱第5世代),加上使用5GHz頻段,因而營銷多稱為「5G Wi-Fi」。

11ac雖有更高速率,但尚未完成所有訂立,原訂2013年底可完成正式版訂立,然目前觀察時程恐要遞延至2014年初,不過業(yè)者已等不及正式版本出爐,自2012年下半年開始,業(yè)界已用11ac草版標準來推行新芯片,目前先行的作法稱為Wave 1,并未實現(xiàn)所有的11ac功效,如Wave 1僅有80MHz通道帶寬,須至Wave 2才有160MHz通道帶寬。

11ad極高通量(VHT)的技術推展

11ac外的另一Gbps級標準為IEEE 802.11ad,11ad使用60GHz頻段,由于頻率過高,電波發(fā)波后即快速衰減,因此不適合長距離傳輸(10公尺內),也不能穿墻傳輸(視線內傳輸Line-Of-Sight,LOS),然優(yōu)點是傳輸率高,目前點對點傳輸可至7Gbps,理論值則在10Gbps、20Gbps以上,未來能仍有加速潛力空間。

11ad也尚未完成正式版標準訂立,且其推行的名稱為WiGig(Wireless Gigabit Alliance),于2009年開始推展,但2013年初已確定WiGig將與Wi-Fi融合整并,Wi-Fi聯(lián)盟在CES 2013期間也力推此一標準技術,但改以「Multi-gigabit point-to-point wireless」一稱推行。另外,Wi-Fi聯(lián)盟未稱11ac為5G Wi-Fi,而是稱「Gigabit Wi-Fi」。

11ad的正式標準也預計在2014年才能完成,估計在此之前業(yè)者也是以草擬版標準先行在市場推展,11ad在基頻(Baseband,BB)與低階媒體存取控制(Lower Media Access Control,MAC)層方面兼容于IEEE 802.11標準,因此未來的Wi-Fi產品有可能同時兼具11n與11ad,或是兼具11ac與11ad,并可視應用情境(有無穿墻傳輸需求、10公尺外傳輸需求等)而自動偵測切換,或手動切換等。

分流(Offloading)機制標準Wi-Fi Passpoint

隨著智能型手機日益普及,愈來愈多人使用手機上網(wǎng),此大量耗損3G基地臺的數(shù)據(jù)帶寬,但過往為鼓勵大眾使用行動數(shù)據(jù)服務,對數(shù)據(jù)服務的收費采行大方的吃到飽費率,過低的費率使電信商收入微薄,從而無法再建置、投資新的3G基地臺來紓緩服務需求。

針對此,各國電信商與電信設備商開始有各種因應,美國4大電信商全面取消吃到飽服務,臺灣也有意跟進,歐洲則維持吃到飽,但對于重度用戶耗用過多帶寬與傳輸量后,局端會開始對該用戶限速。另外基地臺業(yè)者開始推行比較平價低廉的小型基地臺(Small Cell Base Station),好降低電信商擴建的財務負擔。

除了上述修正措施外,業(yè)界也提出Wi-Fi分流(Wi-Fi Offloading,卸除負荷)方案,即Wi-Fi基地臺相當便宜,僅100美元不到就可以得到約80~140公尺距離、150~450Mbps通量速率。因此,電信業(yè)者開始在重點區(qū)域布建Wi-Fi基地臺,如機場、飯店、餐廳等,用Wi-Fi基地臺來分擔3G基地臺的數(shù)據(jù)服務負荷量。

嚴格而論,Wi-Fi基地臺只能部份分擔3G數(shù)據(jù)服務的負荷,而無法完全取代,一是Wi-Fi基地臺覆蓋面積太小,另一是Wi-Fi基地臺間的換手機制(Hand-Off)不夠快,無法支持行車(高速移動下)通訊,只能定點(零速度)或走動(低速)。雖然Wi-Fi分流有其限制,但Wi-Fi能以廉價布建來滿足外出的定點、低速數(shù)據(jù)服務需求,在現(xiàn)階段已難得可貴。

Wi-Fi分流作法雖理想,但終端消費者若要自己查找Wi-Fi的SSID,進而自行輸入帳號口令才能使用數(shù)據(jù)服務,未免不便,為此業(yè)界開始提出各種無縫切換機制,讓終端裝置自動偵測附近可用的Wi-Fi基地臺,也自動輸入帳號口令,讓使用者使用Wi-Fi分流服務,與使用3G行動數(shù)據(jù)般一樣無形便利。[!--empirenews.page--]

不過,現(xiàn)階段業(yè)界提出各種不同的無縫切換機制,鑒于平順切換機制的紊亂,Wi-Fi聯(lián)盟提出Wi-Fi Passpoint,Wi-Fi Passpoint以IEEE 802.11u及Hot Spot 2.0標準為基礎,期望Wi-Fi Passpoint成為日后一統(tǒng)的平順切換機制。

IEEE 802.11af(Super Wi-Fi/TV White Space)

雖然Wi-Fi的底層技術倚仗的是IEEE 802.11標準,但不代表Wi-Fi會采行所有IEEE 802.11訂立的標準,或IEEE 802.11訂立的標準必成為Wi-Fi,在后續(xù)的IEEE 802.11標準訂立中,就有部份不確定會否與Wi-Fi兼容互通。

以IEEE 802.11af為例,它是運用過往電視白區(qū)(TV White Space,TVWS)的頻段所訂立標準,另一個也是使用該區(qū)頻段的無線標準為IEEE 802.22。由于使用白區(qū)頻段(VHS的54MHz~216MHz及UHF的470MHz~698MHz),有時IEEE 802.11af也稱為White-Fi(取Wi-Fi一詞的衍生變化)。

除了White-Fi外,IEEE 802.11af也被稱為Super Wi-Fi,原因是白區(qū)頻段的頻率低,單一基地臺的建立即可達高面積的覆蓋,理論值可達160公里之遠,遠多過現(xiàn)有Wi-Fi的100公尺上下距離。

雖稱為Super Wi-Fi,但其實尚未確定與Wi-Fi兼容,且正式的11af標準也要等到2014年6月才能底定,2012年初Wi-Fi聯(lián)盟已經對Super Wi-Fi一稱有些微詞,并發(fā)表新聞稿聲明,此一名稱有讓用戶誤以為Super Wi-Fi與Wi-Fi相通,Wi-Fi聯(lián)盟對此表示關切等。

IEEE 802.11ah(WSN/IoT)

除11af外,11ah是另一個與Wi-Fi關連性不高的IEEE 802.11標準,11ah是訂立一個低于1GHz以下的頻段標準,該標準將用來支持無線傳感器網(wǎng)絡(Wireless Sensor Network,WSN),以及支持物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Thing,IoT)、智能型電網(wǎng)(Smart Grid)的智能電表(Smart Meter)等應用,即類似ZigBee的功效應用。

事實上Wi-Fi聯(lián)盟確實有往其它應用領域發(fā)展的意向,特別是工業(yè)控制、醫(yī)療等過往的垂直應用市場等,例如2012年初示范過Wi-Fi與ZigBee互通,ZigBee部份是使用SEP 2(Smart Energy Profile 2)的應用型態(tài),言下之意ZigBee部份是用來進行輸配電、供電用電等偵測之用。11ah目前仍在訂立中,預估2015年5月可以完成正式版標準。

IEEE 802.11aj(大陸60GHz微米波標準)

前面談及IEEE 802.11ad為60GHz頻段的標準,60GHz一般為不需要授權即可使用的頻段,然嚴格而論,此頻段各國仍有部份的差異。例如韓國是57GHz~64GHz,日本是59GHz~66GHz,而歐洲、北美也各有不同,澳洲甚至只59.4GHz~62.9GHz范疇,帶寬明顯較其它國家為小。

由于各國的不同,因而有針對大陸所訂立的毫米(公厘等級)波標準,所謂毫米波指的是電波的波長,即光速除以頻率,每秒299,792,458公尺除以60GHz,約為5毫米左右。大陸版的60GHz頻段標準,即為IEEE 802.11aj,一般稱為CMMW(China MilliMeter Wave)。

小幅調修的11ai、11mc

除上述IEEE 802.11標準外,也有若干小標準在研擬中,但主要是補強現(xiàn)有IEEE 802.11標準的一些小缺漏,使整體標準更加完備。例如IEEE 802.11ai是用來加速Wi-Fi初始連結設定的速度之用,預計2014年9月可以完成訂立。又如IEEE 802.11mc,該標準無具體重大變革,只針對網(wǎng)絡的維護管理方面提出更多的補強與修正,預計2015年3月完成標準。
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