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OFDM蔚為顯學
 

【作者: 陸向陽】   2007年06月01日 星期五

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筆者過去曾談過8B10B編碼法,並說明8B10B編碼法已成為今日各種實線傳輸高速化過程中的必要手段,如IEEE 1394、InfiniBand、Gigabit Ethernet、DVI、HDMI、SATA等都採行了8B10B,此外PCI Express、HyperTransport、Fibre Channel、SAS、Serial Rapid I/O也都是。毫無疑問8B10B編碼法是今日的顯學技術。


不過在此筆者要再說明另一項顯學技術,那就是正交分頻多工(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM),OFDM調變是今日通訊技術上的另一項顯學,採用OFDM是另一個加速傳輸的必要手段,OFDM不僅已大量運用在無線收發傳輸上,在實線傳輸上也被積極運用,以下筆者將逐一舉例說明。


首先是WiFi,WiFi最初使用1999年頒佈的IEEE 802.11a、11b標準,其中11a即是用OFDM技術,而11b並未用OFDM技術,兩者的傳輸率有了明顯差距,11a為54Mbps,而11b為11Mbps。


不過11a運作在非ISM頻段,為了兼顧WiFi的普及率與傳輸率,因而在2003年另訂IEEE 802.11g,11g融合11a、11b兩者之長,使用11b的2.4GHz ISM頻段與11a的OFDM調變,讓WiFi在ISM頻段上的傳輸從11Mbps升至54Mbps,此外尚在制訂中的新WiFi速率標準:IEEE 802.11n也依然採行OFDM,並更為精進運用。


其次是WiMAX,WiMAX初期倚賴1999年的IEEE 802.16與2003年的IEEE 802.16a等標準,16與16a都未用OFDM技術,但2004年訂立出使用OFDM技術的IEEE 802.16d後,WiMAX隨即用16d取代16、16a,原因無他:使用OFDM可以讓WiMAX擁有更高傳輸率。


接著是UWB,UWB本有兩派主張,DS-UWB陣營認為不需要調變,資料只用簡單脈波方式傳送即可,而MBOA陣營則認為當採行OFDM調變,雖然最後兩種主張都未被IEEE機構接受,但在正式標準外的業界氣勢上OFDM派明顯佔盡優勢。


再來是3G的UMTS,UMTS的後續規劃中也將OFDM列為重點,即是所謂的HSOPA,屬於3G LTE提案中的一部份,此外下一代的通信標準(4G)中也一樣會採行OFDM。


很明顯的,OFDM是加速無線通信傳輸的必要手段,但除了無線傳輸外實線傳輸也適合用OFDM技術,最明顯的例子是HomePlug,HomePlug 1.0版僅14Mbps傳輸率,而後續的HomePlug AV在改用OFDM調變後,傳輸率突破200Mbps。


HomePlug是運用電力線及插座所形成的家庭區域網路。類似的,運用有線電視同軸電纜線來形成家用區域網路的技術:MoCA(Multimedia over Coax Alliance)也是透過OFDM來求取高速,MoCA在1.0版就採行OFDM技術,並已有100Mbps的傳輸率。


OFDM雖是提升速率的捷徑,但它也帶來相容性問題,WiFi採行OFDM後雖仍可相容使用11b通訊,但相容的代價是大幅拖累整體傳輸效能,所以佈建上也強烈建議放棄相容11b。而WiMAX則完全不考慮相容,完全推翻1999年~2003年間非OFDM技術的制訂心力,至於3G在未來導入OFDM時,其基地台、機房端設備也必須大幅換新,能相容續用的將無幾。


同理,HomePlug AV與更早先的HomePlug 1.0也不相容,須透過橋接才能互通。雖OFDM有相容疑慮,但權衡日後的整體效益,各業者與機構依舊前赴後繼地採行。


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相關討論
Steven Wang發言於2007.06.20 06:41:51 PM

希望台灣廠商不要又只是擔任付權利金的角色...

Korbin Lan發言於2007.06.20 11:49:05 AM
因為802.11n的推出...使得調變技術便的更為重要...
OFDM在無線傳輸的設計上究竟有何優點呢?技術上又有何須注意的地方呢?
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