[COMPUTEX後產研預測] 百家爭鳴-新興無線影音技術評析
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2011-07-20 00:00
前言:
2010年之前以Wi-Fi為主的無線家庭網路市場,需求多來自於PC以及寬頻接取裝置,而一些新創的無線晶片業者看到了在Data傳輸應用外,多媒體內容的傳輸需求似乎是值得期待的藍海市場,不過市場時機卻是到2010年起因為HD、3D以及網路影音內容與市場逐漸成熟後才開始浮現。
家庭的HD影音傳輸需求提升
從第一代類比到第二代的數位訊號,消費性電子(CE)產品正在進行著第三波的革命,CE3.0的世代加入了networking元素,讓消費性電子產品開始與當代盛行的網際網路進行溝通與內容交流也因此讓更多的有無線網路技術,開始附著在各類的CE產品上。
2010年之前以Wi-Fi為主的無線家庭網路市場,需求多來自於PC以及寬頻接取裝置,而一些新創的無線晶片業者看到了在Data傳輸應用外,多媒體內容的傳輸需求似乎是值得期待的藍海市場,所以從2005年起就陸續有Ruckus Wireless與Metalink等業者投入,嘗試在Intel與Atheros等大廠寡占的Wi-Fi市場外,切入一個新應用範疇。不過市場時機則在2010年起因為HD、3D以及網路影音內容與市場逐漸成熟後開始浮現。
基於WLAN與WPAN的無線新興技術接續誕生
至2010年中除了已知在2009年9月終於正式拍板定案的802.11n標準外,有數個以IEEE 802.11(Wireless LAN)或者802.15(Wireless PAN)標準為基礎的陣營強調對於Wireless video有良好的支援能力,其中有3個陣營更強調傳輸理論值可達Gbps以上的水準,分別是以5GHz頻段為基礎的WHDI以及以60GHz為基礎的WirelessHD與WiGig聯盟,吸引整個Wi-Fi產業的關注。
至2010年有數家新創業者透過802.11與802.15標準,推出專屬晶片(自行設計或策略聯盟)搭配軟體的無線影音解決方案。在2.4/5GHz的Wi-Fi作業頻段下,適合HD影音傳輸的無線解決方案包括Ruckus Wireless、屬於Lantiq旗下的Metalink以及近兩年崛起的Celeno與Quantenna,這些業者藉MIMO技術的輔助,提出無線傳輸技術達PHY data rate 100M以上的訴求,並包括802.11n約30公尺的訊號傳輸覆蓋率;除上述業者外,WHDI也是以5GHz頻段為基礎,但藉由4x5 MIMO天線設計,在與前述陣營同樣的訊號覆蓋範圍下,能支援高達3Gbps的資料傳輸量。WirelessHD與WiGig陣營,則是在乾淨的超高頻60GHz段進行資料傳輸,在頻寬設計超過1Gbps的容量下,PHY data rate至少達到7Gbps的水準,支援HD與3D等內容絕對充足,但訊號覆蓋範圍目前則僅有約10公尺。
*4x4 MIMO技術的陣營
在採用4x4 MIMO技術的陣營中,主要有Celeno與Quantenna兩家廠商,分別由數家創投公司資金投入而成立:Celeno有Cisco,而Quantenna則有Swisscom等兩家知名業者金援;在客戶與合作對象上,Celeno晶片推出時程較快,並由於拉大產品應用市場例如寬頻終端裝置,吸引網通廠商以及電信業者與其合作;技術上兩家業者都宣稱採用4x4 MIMO與指向性波束(beamforming)技術,另外也分別與H.264壓縮編解碼業者Cavium聯盟,採用其超低延遲影像編解碼器達到傳輸多個HD影片而無誤差的訴求。
*WHDI陣營
WHDI(Wireless Home Digital Interface)陣營目前有Amimon提供晶片,此聯盟由CE廠商,特別是TV品牌大廠例如LG、Samsung與Sony所支持,在2009年底WHDI推出了1.0的規格,主要訴求包括支援Full 1080p的HD影片、擁有與802.11標準相同較為寬裕的傳輸範圍,另外則強調低延遲性、HDCP2.0的內容保護機制以及低耗電等優勢,鎖定高階的影像播放設備。目前Amimon有兩組主力產品(都是特定baseband搭配RF),並提供設備商模組的選擇,其獨特的設計在於Amimon採用JSCC的聯合編碼技術,讓資料來源編碼最佳化,降低封包遺失以提供更好的QoS。後續WHDI 2.0的規格預計在2011年中推出,將支援HDMI 1.4的多數特徵、並提出支援現有Wi-Fi標準的訴求,期待出現整合與相容的正向效應。
*WirelessHD陣營
60GHz中,WirelessHD目前有SiBEAM提供晶片,此聯盟會員數眾多:在起始11家會員之外,已有39家業者加入年費5,000美元的adopter會員,其中不乏台灣廠商例如友旺科技、亞旭電腦與聯發科等。WirelessHD 1.0的規格在2008年初就已經提出,2009年8月則發表1.0a版本,主要特徵包括傳輸速度達5Gbps、傳送未壓縮1080p/60Hz 4:4:4格式影像、支援DTCP與HDCP內容保護等;WirelessHD應用市場則打出了WVAN的口號,首先以TV/AV裝置為優先推廣對象。SiBEAM在晶片的專屬設計則包括天線微陣列設計以增加傳輸品質、CMOS製程降低成本、可適性波束操控(beam steering)協助AP找到最佳訊號傳輸路徑。
值得一提的是WirelessHD的技術基礎源自於IEEE802.15.3 WPAN標準,所以WirelessHD可說是UWB的下世代技術。WirelessHD 1.1版本已在2010年5月推出,PHY data rate可支援10~28Gbps,並支援3D與4k的影像解析度,欲取代Wireless HDMI以及Wireless USB的企圖明顯。而SiBEAM在今年竟推出了與WiGig標準整合的雙模晶片,強調60GHz主導者的意味濃厚。
*WiGig聯盟
在WiGig聯盟部分,儘管目前沒有單一晶片商推出WiGig平台方案,但是從會員名單可知,帶領著IEEE 802.11ad標準發展的WiGig聯盟獲得現有802.11n晶片大廠的絕對支持,包括Broadcom、Atheros、Marvell與Intel都是委員會的成員,另外總會員數也達30個,讓WiGig在60GHz後續影響力不容小覷。而WiGig 1.0規格在2009年底出爐,主要特徵包括7Gbps的傳輸速率、支援與向後相容11n、低功率與多介面支援能力等,可知WiGig與Wi-Fi緊密結合,並打出免Royalty fee以歡迎更多廠商導入WiGig於各種資料與影音傳輸應用,欲引導WLAN產業將其視為下一代的主流無線傳輸標準。
新興無線影音標準陣營比較與展望
在比較後可知5GHz頻段的Celeno與Quantenna,由於前者晶片商用時間較快,加上陣營廠商實力或者數量較多,在彼此技術能力差距不大下,Celeno市場競爭力明顯較Quantenna佔了優勢;在高速5GHz以及60GHz中,晶片商用的時程Amimon(WHDI)與WirelessHD陣營取得了先機,陸續也由Vizio、Panasonic與Toshiba等大廠導入於部分TV產品線中,而儘管WiGig陣營實力堅強,短期內60GHz的市場上WirelessHD還是以time to market特點維持高能見度優勢。
IEEE802.11n的2x2與3x3是現階段最成熟的方案,但是傳輸影音的能力特別在HD、3D與multi-streaming需求下而有支援能力不足的疑慮(不過支援video並不是2x2與3x3晶片業者的主要訴求);4x4 MIMO頻寬傳輸速度再提升,相較於新興的WHDI或者60GHz而言,是為performance/cost的折衷方案,但是後續要看大廠的推動意願,才能把晶片單價降到現有Wi-Fi產品的水準;WHDI以及兩個60GHz的陣營都有高速的頻寬與大廠的後援,不過都不是開放的標準化產品,包括WHDI與WirelessHD的唯一晶片商都有數項專屬的軟硬體設計,傳輸影音的穩定度也將再量能放大後受到更仔細的檢視。而非標準化另一個隱憂則是市場難大量普及,與高單價晶片降價策略互為各新創無線影音陣營帶來雞生蛋/蛋生雞的窘境中。
而展望上述技術市場發展,首先從晶片價格走勢分析,2010年不論是Celeno約在10美元上下,或者更高單價約35美元的WHDI晶片,相較802.11n 2x2大約在3~4美元水準的晶片市場價格高出數倍,所以儘管終端設備商與寬頻服務商有意願導入Wireless video應用,多僅止於試水溫的階段,更不會有Tier 1 Wi-Fi晶片大廠感到競爭威脅而推出類似的產品,進而促成晶片價格下滑與市場成長的良性循環,所以晶片價格與大廠的動態與為各陣營成敗的重要關鍵。
其次類似的意義在於同業的產品策略,現有Wi-Fi晶片大廠包括Broadcom、Intel與Atheros等廠商仍持續在2x2與3x3方案中耕耘,以擴大市場普及率為優先,加上這些業者部分也擁有固網家庭網路產品,對Wireless video產品採穩紮穩打策略;而在5家新創業者/陣營中,都是僅有一家或者甚至沒有晶片業者推出解決方案,沒有大幅降價的動機與成功的大型佈建案例做為宣傳;此外在產品互通性上,相同晶片由相同硬體商製造已知沒有互通問題外,包括相同晶片不同硬體商、不同陣營的晶片在互通上都有疑問,絕對是五家陣營後續成長的隱憂;最後在支援業者上,Tier1 Wi-Fi晶片商透過成為新聯盟會員了解新興Wireless video發展狀況,CE廠商也是以蜻蜓點水的策略選擇性導入而推出少數產品,將需要更多廠商支援才能做大整個市場。