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Wi-Fi无线联网的过去、现在与未来

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博通(Broadcom)宽频通讯与连线事业群产品行销总监Vijay Nagarajan
博通(Broadcom)宽频通讯与连线事业群产品行销总监Vijay Nagarajan

活动一开始,博通(Broadcom)宽频通讯与连线事业群产品行销总监Vijay Nagarajan,即引用尼古拉斯‧尼葛洛庞帝(Nicholas Negroponte)于1995年出版的《数码革命》(Being Digital)一书中,「一切事物都会历经从原子转成位元的数码化过程」作为开场。

过去20年Wi-Fi无线宽频技术带来的变化

Vijay Nagarajan指出,20年前网际网络、移动电话用户数约5,500万、8,000万,占全球总人口比例约0.6%、1%,当时他家中没有任何手机、电脑,压根也没听过Internet;20年来Wi-Fi无线网络技术已演进到第5代802.11ac(433M~1.3Gbps),全球网际网络、移动电话用户增加到28亿、52亿,占全球总人口比例约39%、73%,如今他家有2支智能手机、4部笔记本电脑、4部平板,以及10个具备Wi-Fi无线联网的设备。

从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)的规格推进,Wi-Fi不仅实现数码承诺,也将一切运算变为移动化。连线能力进化使网络流量从1990年代开始便以100%以上的年复合成长率成长。2013年5月Cisco VNI调研预估,到2017年全球网络总带宽流量达786Tera bps,等同7.2亿人同时观赏HD(1280x720p)的网络视讯串流;到2017年底全球IP总流量将达到1.4 Zetta Bytes。今日802.11ac超越Gbps的连线速率,正可因应大量成长的视讯需求。

Vijay指出,2002年透过Wi-Fi下载一张DVD电影需要80分钟,2014年的802.11ac下载蓝光影碟仅需10秒钟。而今日Wi-Fi更厉害,例如博通于MWC展出全球第一个5G Wi-Fi 2×2 MIMO、实时同步双频(Real Simultaneous Dual Band;RSDB)技术的BCM4359网通芯片,能同时支持2.4&5GHz两个频段的传输与接收,让移动连线获得更大效益,甚至提供分辨率达4K UHD(3840x2160)等级的无线影音画面传输能力。从2012年第二季到2014年底,博通已销售超过4.5亿颗BCM43xx系列的移动网通芯片。

未来对Wi-Fi连线的需求

未来的宽频移动设备,无论企业或消费者都需要更精准的定位:装置处于恒开机状态下,需要更长的电池续航力与低功耗连线能力;联网存取的范围与覆盖性更广,同时装置、内容与服务商需要更有效率的使用网络带宽;以及能因应快速数据同步的连线速率,无连接线(No Cables)的趋势正在实现中。

Vijay指出,因为新的内容?云服务(数据),创造出新一代的移动联网装置,成为未来数码生活的中心,进而使网络流量成长。据2012 Cisco VNI, sixrevisions.com调研预测,到2018年包含视讯?音讯、游戏、社群网络、在线储存等云端应用,将占去全球90%的网络流量,其中移动通讯流量中有2/3都是视讯,流量将达到每个月15 Exa Bytes。而2013 Ericsson Mobility Report, ABI Research指出,2018年移动网络流量将增加11倍,而移动联网平均速率则从2013年的1,387Kbps(1.39Mbps)倍增到2018年的2.5Mbps。

此外,因应穿戴式装置与物联网的热潮,2018年含工控联网在内的联网装置数量将突破100亿,超越地球76亿总人口数。因物联网在消费端提供了居家自动化(Home Automation)、娱乐、车载电子(Automotive)与穿戴式装置(Wearables)商机;对产业方面则可提供零售代理、物流业、农耕与城市?交通设施的应用;而在医学上则可提供临床医疗(Clinical Health)、线上医疗、生化与器材等应用,对人类生活造成全面影响。

其中,尤其像是医学界藉由云端大数据的分析,由用户身上配戴的医疗健身器材随时回传身体的生理参数,提供了个人化的数据连通、提高监测效率,带来新的疗法与疗效,创造更好的医疗成果,这种物联网和巨量数据的汇聚,都将带来新的商机。

未来物联网的Wi-Fi技术

从传感器与装置的监测数据传递、云端与大数据撷取、数据分析与备妥Apps,到最后洞察与改进,由这几个环节所串连出来的IoT物联网价值链,加上提供高效能、低功耗的Wi-Fi技术,将是兑现物联网承诺的关键所在。Vijay很骄傲的指出,目前这几个环节的数据封包,有99.98%都是经过博通所设计的网通芯片。

而Wi-Fi将为物联网带来传输视讯与数据、连接任何联网装置、整体住家及幕后联网的重责大任,并扩展消费者对物联网的体验。如果说1997~2007年是强调联网应用(Connect),2007~2015年是强调消费应用(Consume),那未来将强化并普及在控制应用(Control)——一切物联网都可透过Wi-Fi来控制。

Vijay强调,因应未来物联网体验的最佳技术,需要兼顾安全性(Security)——提供数据与网络设施的编码与授权机制;可信赖性(Reliability)——提供长时间可信赖且跨环境的运作;以及互通性(Interoperatibility)——基于开放产业标准的装置之间能相互连接操作,并符合产业规范(Compliance)。

因应物联网应用而设计的Wi-Fi架构,尚需考量下列因素:1.速度:需要多快。2.范围:需要多远。3.电力:供电?续航时间要多久。4.简易:操作越简单越好。5.效率:能有多好。

未来针对物联网的应用,Wi-Fi联盟已经进行并持续推动的标准像是:(1)802.11ad:采60GHz的短距离传输,每秒传输速率达数Giga bits,适合于快速同步与显示用途。(2)802.11af:采用低于1GHz传统电视空白频段,传输距离长达800米以上,同时使用802.11ac的实体层技术,以跟802.11ac兼容,可应用于长距离传输、蜂巢移动电话系统的卸载以及热点的应用。(3)802.11ax:提升5GHz频段的多重存取能力与网络利用率,可作为智能家庭高容量设备、蜂巢移动电话系统的卸载等应用。

Vijay最后总结,Wi-Fi将持续推动前所未有的创新技术,进一步将Wi-Fi导入连接与控制物联网应用之中,其整个价值在于数据+无线连接,同时新的物联网Wi-Fi技术,将激发新的技术和创造出新的商业模式和机会。


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