隨著結合語音、資料、視訊、行動化的四合一服務(Quad Play)世代即將來臨,高解析串流影音無線傳輸架構也將越來越成熟,數位介面HDMI和DisplayPort已逐漸成為數位家庭影音傳輸的主流工具,而在無線傳輸方面則以802.11n與超寬頻UWB(Ultra Wide Band)為主。其中屬於短距無線通訊(10公尺以內)、具有高傳輸效率特性、能夠傳輸大量影像多媒體資料內容、並能滿足可攜式低功耗效能的UWB,正在快速崛起,發展潛力十足,被視為是下一世代短距高速串流無線傳輸的主流標準。

高解析串流影音無線傳輸架構也將越來越成熟,UWB技術即將在無線USB領域大顯身手。 BigPic:316x300
高解析串流影音無線傳輸架構也將越來越成熟,UWB技術即將在無線USB領域大顯身手。 BigPic:316x300

整個應用輪廓已經越來越鮮明:從周邊娛樂設備到電視此段的高解析串流影音無線傳輸架構,會以UWB為主軸,目前UWB也成功進入HDMI領域,wireless HDMI的解決方案也正發展當中。藉由網路把PC或遠端的內容傳送到電視播放、其中所需要的閘道器(gateway)、路由器、NB網路卡、數位媒體轉換器(Digital Media Adaptor,;DMA)接收再傳送給TV的中介設備群,則以802.11n為核心,對外的無線傳輸環境,可以WiMAX作為渠道。因此UWB既要與802.11n分工合作,也須避免與WiMAX相互干擾,既維持一定的市場區隔,同時要能相容其他短距傳輸標準。

透過協定調適層(Protocol Adaptation Layer;PAL),UWB技術可用在不同的短距解決方案上,包括WUSB、UPnP/IP、Wireless1394、HDMI和藍牙等。先前UWB渾沌未明的標準競爭態勢已經漸趨明朗,在射頻實體層規範採用MB-OFDM技術的WiMedia聯盟已取得主導地位,USB-IF和藍牙3.0都已決定採用WiMedia的UWB做為自身實體層技術,IEEE1394無線版本以及日本TELEC規格也將採用UWB。因此UWB既可與802.11n相互共存相容,藍牙3.0也將整合UWB技術,UWB、WLAN、藍牙之間不會有測試相容性的問題。

UWB也能應用於以無線方式在PC和周邊裝置之間高速傳輸影音資料,而Wireless USB(WUSB)產品就是UWB技術即將大展身手的主要領域。由於USB應用相當普遍,裝置之間逐漸採用WUSB互連,不僅是只針對HOST端的模式,也可以OTG(On-the Go)的模式連結所有內嵌WUSB的產品,其方便親近性不言而喻,因此UWB技術在WUSB的應用相當被看好。

WiMedia所提出的UWB,MAC層以802.15.3為核心,使用3.1~10.6 GHz頻段,採用多頻帶方式,將既有頻譜分成14個528MHz頻帶。目前WiMedia聯盟的UWB規格,能支援廣泛的數據傳輸速率,可於3公尺範圍內以480Mbps速率傳輸,10公尺內以110 Mbps速率傳輸。透過技術提升,UWB-Turbo甚可支援960Mbps以上的傳輸速率。此外UWB功耗上僅為802.11g的1/10,亦可支援QoS技術,在同步(Isochronous)和非同步(Asynchronous)資料具有不同的優先傳送等級。

在設計上,UWB晶片組必須支援WiMedia聯盟所規定全部14個頻段的6個頻組,可靈活運用,來因應歐盟、日本、南韓以及藍牙3.0在低頻段頻組帶行動規範受限應用的難題,避開干擾較大的頻段,藉此滿足不同國家頻譜運用的不同要求。例如日本是以3.4GHz~4.8GHz的低頻段及7.25GHz~10.25GHz的高頻段提供UWB使用,但是歐盟則是提供3.2GHz~4.8GHz、6.3~9.6 GHz供UWB運用,藍牙3.0的頻段則是集中支援6.3GHz以上的高頻帶。

再者,各國為了避免UWB干擾到其他付費頻譜的無線技術,要求UWB晶片廠商須具備偵測與迴避(Detection and Avoidance;DAA)功能,特別是在3.1GHz~6.3GHz範圍內,UWB會對頻帶造成干擾,DAA偵測迴避不可避免,例如日本在3.4GHz~4.8GHz,歐盟在3.2GHz~4.8GHz都將作為DAA頻段使用。同時UWB所使用的頻寬,在世界各國規定不盡相同,加上UWB在低耗電下支援高頻寬傳輸,並非易事,這些都添增UWB技術研發的難度。未來UWB的設計趨勢,必須滿足全球各國在6.3GHz以上完整高頻帶、第7至14高頻帶新一代近距無線傳輸的發展需求,進而滿足OEM系統廠商因應全球各地不同的UWB規範,協助UWB技術或是WUSB產品的普及化。因此對於RF ASIC設計人員來說,要設計出能橫跨3.1~10.6GHz的超寬頻晶片組,算是挑戰十足。

所以,晶片微型尺寸以及認證互通性,並不是UWB技術能否在市場發展的最重要考量,認證符合UWB規範、具備RF高效能設計技術,其中掌握RF收發器EVM以及提高敏感度,才是UWB能否開枝散葉的關鍵;若要能涵蓋14個頻組帶,接收器應該要能靈敏地接收-41dBm的無線波。簡言之一個能夠在全球各地運行且又能符合當地UWB規範的晶片組設計,才能滿足系統OEM廠商的應用需求。

整體來看,PC及NB將成為UWB技術能否普及化的重要平台,傳統有線網路傳輸方式,最終將徹底退出電腦平台領域,在非常短的時間內迅速接納WUSB產品。UWB技術若能在PC領域的數位高速傳輸標準站穩根基,那麼延伸應用於消費電子領域、成為支援家庭多媒體網路架構、擔負傳輸骨幹整合功能的道路,將會十分平坦寬廣。