隨著各種不同的無線技術與應用紛紛浮現,業者們都希望能在行動電話中搶佔到一個有利位置。然而,體積越做越小的手機,到底能塞進多少種無線技術?這正是行動電話製造商們傷腦筋想要知道的問題。
一台未來的手機中可能需要支援多種不同的廣域無線網路,以提供語音、全球衛星定位服務、新興的FM收音機、以及至少一種的802.11規格以連結到網際網路熱點。而在個人區域網路(PAN)方面,則有藍芽、紅外線傳輸、近場通訊(NFC)、超寬頻(UWB)、Zigbee,甚至RFID等眾多技術備選,開始覺得頭痛了嗎?
的確,我們擁有的無線標準實在是太多了,特別是在PAN方面,因此,在未來的幾年內,一或二個技術相互整合或是被淘汰的情況是極有可能發生的。但於此同時,三個或更多的廣域無線標準也紛紛浮上檯面,市場就像展開了一場零和遊戲。
工程師們開始熱烈的討論,是否藍芽應該採用UWB的實體層作為其下一代規格,以便為技術的整合先行準備。此外,藍芽、近場通訊和紅外線傳輸也悄悄地重新進入市場,試圖成為未來電子付款的傳輸方式。
在廣域網路方面,目前至少有三項技術號稱能將電視功能帶進手機,以搶奪預計在2006年開始起飛的市場中分一杯羹。於此同時,WiMax也瞄準了手機針對數據傳輸的長距離、高速服務市場。
易利信行動平台部門的首席科學家Jaap Haartsen表示,「現有的無線標準實在太多了!光是要瞭解它們的技術內涵,各種技術的差異,以及如何在市場上向消費者推廣,就不是一件容易的事。」
戴爾電腦(Dell)的資深通訊技術人員Pratik Mehta指出,「市場上同時出現了這麼多的技術,而我們正儘可能地利用每一種技術。」然而撇開手機不談,光是要在體積較大的筆記型電腦中建置所有的這些功能,「功耗、干擾、天線的放置等問題就需要解決」,他說。
飛利浦半導體公司無線事業部總經理Paul Marino也說,「在現有的技術問題尚未解決以前,我們似乎讓工程師們創造出太多的標準了!」
的確,像是戴爾電腦、飛利浦這類的大公司,他們有足夠的人力來為各種不同應用開發出多種的無線標準。但是,廠商們也開始停止試圖將每一種技術塞到電子產品中,而是試圖轉向尋求與其他業者之間的合作。
Zigbee聯盟主席Bob Heile指出,「明年年中以前,我們將開始嘗試建立一些與其他組織的溝通管道,但我們得先想好我們的目標是什麼。不管怎麼說,專注總是一件好事。」為尋求整合,Heile說他將積極地與RFID的倡議者合作,但眼前最大的機會可能是與藍芽整合。
藍芽特別小組(SIG)最近上任的技術總監Michael Foley表示,「就整合眾多無線標準所做的努力來看,我們的確是做的太少,我相信以後會做的更好,這也將會是我未來努力的目標。」更明確的說,藍芽 SIG將辯論是否要採用480-Mbit/second的UWB實體層規格來作為下一代高速藍芽的標準,而此標準最初只定義在10Mbits/s而已。
宣稱在藍芽晶片市佔率高達47%的Cambridge Silicon Radio(CSR)公司表示,樂見藍芽與UWB的整合,戴爾電腦也是如此。但是也開發藍芽元件的易利信則表示反對。Nokia和Broadcom在公開場合中,則持中立立場。
CSR希望Bluetooth SIG能夠持續規範其技術,而不是將它開放給更廣泛的IEEE組織。但是,CSR卻也同時希望SIG能採納UWB。對晶片業者來說,此舉將能夠擴展它的既有市場,從手機和週邊,進入到消費性電子。SIG預計將在6個月內做出決定。
Dell的Mehta說,「我們希望下一代的無線PAN能具備擴充性」,在未來幾年內能從現在的1-Mbit/s藍芽擴展到1-Gbit/s UWB規格。Mehta指出,他已經看到有一些公司開始這方面的技術開發。
Ericsson的Haartsen指出,藍芽可以在數百公尺的範圍內達到目前的megabit數據率,但是UWB只能在1公尺的距離內才能達到最快的傳輸率,他提出的問題是,「你要如何向使用者解釋這點?」
雖然尚未表達其明確立場,但Nokia的高階主管也認為,日益興起的802.11 ad hoc網路功能可能會搶走一些藍芽的重要應用。還有一些業界人士則表示,UWB還有太多問題要解決,把未來都賭在這項技術上,風險太高。
宣稱有150項藍芽晶片成功設計案例的Broadcom公司則是靜觀其變。該公司的技術長Henry Samueli表示,「我們正在觀察UWB,有可能它會成為藍芽的下一代技術,但目前並不明確這樣的發展是否可行。」
無線收銀機
從應用面來看,藍芽、紅外線傳輸、和近場通訊(NFC)都在角逐成為手機或PDA無線付款的備選技術。紅外線傳輸協會主席Ron Brown表示,在南韓,已經有四萬家的零售商和300萬隻的手機參與了紅外線電子付款的測試計畫。
或許有人會對紅外線傳輸仍然健在感到非常訝異。即使是Brown也承認,據估計在1.5億支具備紅外線功能的手機中,大概只有5%的人真的會用到這項技術,這個現象在筆記型電腦也是如此。Brown說,「紅外線傳輸曾被視為最成功的科技失敗者。要建置這項技術非常麻煩,此情況直到Windows 2000發表後才有改善。」
目前,在日本,由安捷倫和其他公司所支援的IrFM標準,可讓使用者透過紅外線傳輸將其信用卡或金融卡資料安全地從行動裝置傳送到付款設備。同時在今年初,日本的電信業者Docomo也宣佈,該公司的Foma手機能夠透過紅外線來控制家用電器。
德州儀器公司無線終端部門的技術專家Rick Wietfeldt指出,「我們客戶仍然要求晶片組上需具備一個IrDA埠,看來紅外線傳輸短時間內是不會消失的。」
安全性是無線付款的一個重要議題,對紅外線傳輸而言,因為它屬於視線(line-of-sight)連接,這比藍芽採用廣播-無線(broadcast- radio)的方式具有優勢。Brown說,「銀行業者喜歡採用紅外線傳輸,因為它是短距離、點對點的方式。你不可能會傳送重要的財務資料給站在你後面的人。」
TI的Wietfeldt認為,紅外線傳輸較其他競爭技術更為安全的這種認知將會逐漸降低。「當人們更瞭解RF無線的安全性後,IrDA就會被放在一邊了。」他說。
CSR公司曾經展示過該公司新一代BlueCore 5的安全特性。當藍芽連接完成時,此晶片能夠根據距離,鎖定到單一的接收器上,再進行與其他裝置的通訊。CSR的Collinson說,「透過這種方式,我們就不會將資料傳送給其他人了。」
然而,藍芽還有其他的問題,使其無法進入到電子付款的領域:使用者無法用像是刷ATM卡的方式,很快地就完成付款資料的傳送。這是因為藍芽連結需要較複雜的設定過程,而這部份工作是透過軟體來執行的。
TI手機晶片行銷總監Avner Goren表示,「我認為用藍芽來進行付款動作,有點太複雜了。」他指出,在日本,已經有許多手機是透過近場通訊來進行電子付款的。
今年三月,Nokia、Philips和Sony共同成立了NFC論壇來開發與推廣此技術。NFC是在13.56MHz頻帶操作,傳輸距離10公分以內。即使目前通用的傳輸率為106到212kbits/s,但該論壇仍宣稱NFC未來可達到1Mbit/s的速度。Motorola、Nokia和 Samsung曾表示,他們的手機將會支援此技術。目前,只有Philips提供NFC晶片。
此外,行動電話的下一件大事就是數位電視。TI的Goren說,接收電視將會鼓勵使用者更頻繁地使用手機,進而帶動一些新的網路流量成長,像是現場電視節目的投票應用等。
目前有幾種RF的設計方式,可以將數位電視帶進手機。歐洲有DVB-H標準、日本有ISDB標準。在美國,加強的vestigial-sideband方式是數位電視規範的一部份,而韓國正在試驗衛星電視。
今年秋天,TI宣佈了其Hollywood整合晶片支援DVB-H和ISDB,此晶片將於明年開始送樣,2006年正式生產。Goren指出,「美國得決定到底要採用哪種行動電視標準,但是我不認為在這方面會有任何的法律規範。」
TI之後,Qualcomm也於11月1日宣佈,將耗資8億美金在美國推出專屬的行動電視廣播服務,採用700-MHz的頻譜。Qualcomm最近成立的子公司MediaFLO USA,將會整合從有線電視、衛星電視等服務供應商取得的內容,預計最慢在2006年推出50到100個全國性與地區性的頻道,其中包括15個現場的串流頻道,以及數個視訊短片和音樂頻道。Qualcomm的手機整合晶片組──MBD1000,將會支援此項服務。
但是觀察家認為,Qualcomm的計畫太過昂貴,因為它需要新的基礎建設,而這在美國是受到限制的。Envisioneering顧問公司的主席 Richard Doherty表示,「我們有充分的理由相信,Qualcomm的這項轉投資廣播業務將會與其CDMA技術一樣,獲得全球性的成功。」然而, Doherty卻認為,等到明年一月的消費性電子展時,「我們將會看到各種的手持數位電視接受器方案,而這些都是不需要新的手機基礎建設。」
更有甚者,戴爾電腦的Mehta說,他可以預見到2006年,等到100Mbits/s的802.16e標準通過後,WiMax便可開始提供70-Mbit/s的廣域連接性,這極有可能會與蜂巢式的無線數據標準競爭。
但是,Broadcom的Samueli卻不看好WiMax。他說,該公司曾經開發過兩種寬頻無線晶片,但都沒有成功。最近的一個例子是與Cisco共同合作開發的晶片,原本計畫要提供給MCI和Sprint等電信業者,傳輸速度為70Mbits/s。
Samueli說,「我們的生產計畫都已經訂好了。但是MCI和Sprint無法解決業務模式的問題,最後只好取消了這個計畫。我們已經擁有這樣的技術,但是沒有人可以提出一個可行的業務模式。」Samueli強調,「現在市場上有十多種的無線技術,但我們無法每一項都投資。」
《電子工程專輯》