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超高頻(EHF)無線傳輸介面將逐漸取代實體連接器接口。行動裝置實體連接器因占據一定的印刷電路板(PCB)空間,被業界視為產品輕薄設計卡關的癥結,對此,矽谷新創科技公司Keyssa已提出顛覆性的無線傳輸介面技術,可望以內嵌式架構、EHF無線傳輸方式,逐步取代傳統外露的連接器接口,進而實現無接觸(Contactless)介面使用情境。
Keyssa行銷副總裁Mariel van Tatenhove表示,行動裝置、穿戴式電子製造商紛紛喊出極致輕薄的口號,掀動系統各部零組件技術革新浪潮,但產品工業設計(ID)卻囿於須保留實體連接器接口,而延宕輕薄化腳步,並扼殺許多設計創意。

 

看到業界對導入新形態行動傳輸介面的需求,一群深諳無線射頻(RF)、傳輸介面和訊號鏈設計的工程師,以及相關產品經理人,便在iPod之父暨現任Nest Labs執行長Tony Fadell領軍下,共同在2009年創立Keyssa,並以60GHz以上的EHF無線傳輸技術為基礎,發展出獨家Kiss Connectivity無線介面。van Tatenhove指出,該公司的終極目標就是以無接觸式的無線傳輸介面,取代目前有線介面的連接器接口,以打破行動運算裝置工業設計長久以來的框架。

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藍牙低功耗(BLE)搶先卡位萬物聯網設計商機。藍牙技術從第四代BLE版本開始,軟硬體規格更新速度便不斷加快,並朝向IP網狀網路架構發展,再加上其在行動市場已有極高滲透率,因而吸引愈來愈多晶片商投入BLE產品開發。現階段BLE的發展聲勢已明顯壓過ZigBee,可望搶賺物聯網萬物互連設計第一桶金。
意法半導體類比、MEMS與感測器事業群大中華區與南亞區總監吳衛東(右)認為,BLE具備低功耗傳輸優勢,加上可透過網狀網路架構改進不容易擴充節點的弊病,將快速在物聯網市場崛起。意法半導體資深技術行銷經理郁正德

 

意法半導體(ST)類比、微機電系統(MEMS)與感測器事業群大中華區與南亞區總監吳衛東(右)表示,低功耗設計是構築物聯網環境的第一要素,包括感測器、嵌入式處理器和無線射頻(RF)晶片都須朝大幅降低耗電量的研發方向邁進。也因此,藍牙技術聯盟(Bluetooth SIG)遂提出新一代超低功耗的BLE標準,並針對龐大的物聯網裝置互連需求,加速發展支援網狀網路的藍牙4.1/4.2版規範,以打破既有星狀網路拓撲難以擴充及管理多節點的限制。

無獨有偶,基於IEEE 802.15.4系列標準的ZigBee聯盟亦積極推動網狀網路組網方案,而Google與Nest更發起Thread聯盟,宣布將採納802.15.4規範研擬一套完整的物聯網通訊協定標準,使藍牙和ZigBee兩大無線技術陣營的分庭抗禮的局面更加成形。

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國際電信聯盟於2014年12月正式通過G.fast標準,讓該技術發展邁入新里程碑,並刺激晶片業者擴大布局相關解決方案;與此同時,寬頻論壇組織也已著手研擬G.fast產品插拔大會與認證計畫,可望加速G.fast應用市場起飛。
G.fast可望紓解超高畫質(UHD)電視頻寬困境。基於國際電信聯盟(ITU)下一代寬頻存取標準(G.9700/G.9701)的G.fast技術,採用光纖到分配點(FTTdp)架構下,以1Gbit/s的通道速率,大幅突破現有第二代超高數位用戶迴路(VDSL2)網路速率瓶頸,以實現頻寬密集的消費應用,如4K超高畫質及雲端基礎應用。

美國消費電子協會(CEA)主席暨執行長Gary Shapiro表示,過去受限於頻寬速率,寬頻服務供應商無法提供4K超高畫質內容的傳送服務,而今G.fast的出現,將使克服該項挑戰變得輕而易舉。

寬頻論壇(Broadband Forum)執行長Robin Mersh也指出,全球的寬頻服務供應商都試圖要達到1Gbit/s超高頻寬通道速率的目標,讓高階影音服務能暢行無阻;而G.fast這項技術藉由使用下一代高頻寬通訊技術,以及縮短最後一哩(Last Mile)的距離(通常為250公尺以內)來達到1Gbit/s的高傳輸速率,以加快4K超高畫質服務的普及速度。

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5G將引進毫米波頻段、天線陣列等新技術,並將透過SDN和小型基地台組成異質網路架構,因而已引發全面性的量測儀器設計革命;同時,隨著技術複雜度且投資成本劇增,電信商已開始尋求新的商業模式,而設備廠也醞釀新一波整併,以因應5G衝擊。
5G技術加速發展將引發諸多產業化學效應。國際電信聯盟(ITU)研究組報告指出,2020年全球平均行動資料量將是2011年的四十到八十倍;ITU 5D工作小組(ITU-R WP5D)也預測,2020年全球頻寬總需求將達1,340M∼1,960MHz。因應未來暴增的行動聯網需求,全球科技大廠、標準組織皆提早投入研擬5G標準和原型(Prototype)設計。

其中,毫米波(mmWave)、立體波束成形(3D Beamforming)和大規模多重輸入多重輸出(Massive MIMO)更是構成5G網路的關鍵要素。在射頻特性上,ITU-R已提出IMT無線通訊系統須高於6GHz頻段運作的建議,歐盟更進一步設立5G網路用毫米波無線電技術研究專案--MiWaveS,目標係實現異質網路中,大型和小型基地台融合架構,以兼顧低成本網路設計和Multi-Gbit/s接取速度。

與此同時,北美和亞太區各國亦積極研究5G通訊標準,與歐盟不約而同計畫以毫米波頻段提供超高即時頻寬,並將導入新調變技術,因而引發更複雜多樣的網路架構和系統設計挑戰,加重電信設備商投資負擔,預期將加快產業整併速度,使大者恆大的態勢更加明顯。

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想體驗 UHD TV 的超高畫質嗎?不妨試試電信業者提供的銅纜線。在今年的國際消費性電子展(CES 2015)上,首次展示透過電信業者現有的雙絞銅纜線基礎設施,即可將超高解析(UHD)的視訊內容傳送到4K電視。專門開發 G.fast 晶片組的以色列業者Sckipio Technologies宣稱,透過 DSL 無法傳送UHD 4K TV ,但透過該公司的 G.fast 超寬頻網路,就能實現以標準銅纜線提供4K TV服務。 

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supermhl  

近年電視市場上吹起 4K 熱潮,但同時也有人在說訊源都還沒有普及,未免太心急。不過 MHL 比我們看得更遠,今天就釋出了支援傳輸 8K 影片訊源的轉接器標準「SuperMHL」。它能以每秒 120 幀的速度播放解析度為 FHD 影片 16 倍的 8K 影片;色域亦提升至 48-bit,用以顯示更為貼近原物的顏色;而且支援以單一遙控器控制電視和 Blu-ray 光碟碟等裝置,想像它是 SuperMHL 版本的 HDMI-CEC 吧。

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Aspenta開發的個人定位裝置  

美國電信業者Aspenta開發了一種獨家技術,號稱能在不需要網際網路的前提下為機器對機器(M2M)通訊裝置提供全球連線功能。Aspenta的方案是採用GSM技術,其產品包括追蹤裝置、遠端閘道器以及全球漫遊SIM卡。

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一家提供大樓自動化控制解決方案的美國新創公司 Enlighted 技術長Tanuj Mohan表示,物聯網(IoT)通訊協定的戰爭似乎沒有明顯的終結跡象;該公司自己開發了以802.15.4標準為基礎的通訊協定,認為Zigbee 前景黯淡。
Mohan指出,物聯網需要一系列與不同實體層網路搭配的開放性應用程式介面(API)以及通訊協定;以這種模式,他認為物聯網的角色應該更像是IT網路。專長網路技術的Mohan是Enlighted的共同創辦人,曾任職於Cisco、Novell以及Novell等網通設備大廠,並曾在Hughes開發多通訊協定路由器。

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隨著連網的裝置、終端與機器數量持續增加,未來將有越來越多的虛擬網路功能透過5G網路與雲端執行,加上智慧化與機器人成為生產與應用的新工具,進一步推動如「認知即服務」(CaaS)等新型態的服務典範出現。
預計在2020年以前,5G行動通訊技術將滲透到整個網路基礎設施,推動新的機器人服務與智慧化以及一個密集互連的數位社會與經濟。

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SK Telecom這項第五代通信網絡技術名為“三頻高級長期演進”(tri-band Long Term Evolution-Advanced,以下簡稱LTE-A),是第四代通信網絡“長期演進” (Long Term Evolution,以下簡稱LTE)的下一代網絡。當國內還在為FDD牌照何時發放的問題爭論得喋喋不休時,思密達用網速又艷羨了世界。

日前,韓國電信運營商SK電訊宣布正式啟動三頻LTE-A的商用,同時,三星官方發布首款支持LTE-A Tri-Band CA的智能手機:Galaxy Note 4 LTE-A。實際上,早在今年1月份,SK電訊就宣布成功開發出全球第一個“LTE-A三頻段載波聚合”技術。此次披露的Galaxy Note 4 LTE-A配備高通最新的64位Snapdragon 810處理器、集成LTE-A Cat.9調製解調器,標誌三頻LTE-A商用的相應芯片組和設備已經成熟。在此之前,載波聚合已經實現兩個頻段,香港移動通訊(CSL)去年9月實現最高的20MHz+20MHz,韓國人則第一次實現了三頻段的載波聚合,確切地說是20MHz+10MHz+ 10MHz,雖看起來頻段總和相近,理論最高下載速率也都達到300Mbps(測算下來,下載一部1GB電影只需19秒即可),但三頻段載波聚合代表更為複雜的技術突破。LTE-A的技術特點何謂LTE-A?有些報導將SK電訊此輪商用的三頻LTE-A稱為第五代通信,實際上是對LTE-A和LTE理解的偏差。嚴格來講,LTE-A是LTE技術的進一步演進版本。

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行動通訊技術的發展腳步非常快速,從1990年的2G(GSM),到2000年代的3G,再邁向現在的4G,每一個通訊時代的到來,都引爆龐大的商機。不過,儘管4G已經在全球全面啟動,技術上仍有一些技術障礙需要克服,但行動通訊業者追求技術突破的腳步不會稍有緩慢,因為在解決4G現有技術障礙的同時,全球行動通訊業者也已經開始投入5G技術領域,預估到了2020年,5G時代就會正式來臨,屆時人們生活中所使用的行動通訊生活,將更加精彩。

展望未來LTE發展趨勢與商機,首先,解決訊號干擾的問題將帶動相關商機。其次,小基地台的需求高漲,也為系統設備商及終端設備商帶來更大的商機,最後,密切關注並且投入5G發展,更是全球行動通訊業者持續掌握通訊商機的關鍵所在。

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車用電子元件供應商全力布局智慧汽車市場。瞄準可觀的智慧汽車商機大餅,半導體元件供應商紛紛針對先進駕駛輔助系統(ADAS)必備的影像擷取、訊號處理及雷達偵測等功能推出解決方案,同時積極朝向下一階段的感測融合設計布局,期搶得主動安全應用市場主導權。
汽車主動安全應用夯 半導體廠加碼雷達技術 

隨著汽車市場對於安全要求不斷提升,加上主動安全應用的演進趨勢,以往單靠影像辨識的ADAS系統在判斷準確度上已面臨瓶頸,驅使晶片商積極開發效能更高的雷達系統,進而提升汽車的環境偵測能力。  

財團法人車輛研究測試中心車電系統發展處經理李玉忠分析,在雷達的選擇上,主要根據研發系統之目標功能而有所區別,例如市區與快速道路環境之緊急自動煞車系統採用毫米波雷達(僅須偵測車道前方範圍障礙物體);但全自動駕駛系統須考量的環境因素更為複雜,所以須使用光達(LiDAR)進行360度環境障礙物體掃描,以利系統判定。  

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物聯網通用設計平台將結合IP Sub-system和嵌入式軟體除錯工具。  

物聯網通用設計平台將結合IP Sub-system和嵌入式軟體除錯工具。

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LED光通訊技術將為未來生活吹起一股智慧風。LED光通訊技術不但高度提升資料傳輸安全性,還可提供20公分內的精準定位,發揮固定通訊範圍特性,帶來多元化應用,目前該技術已被會議室照明系統所採用。
工研院資通所工程師劉彥良表示,LED光通訊技術可避免訊號被攔截,提供室內會議空間安全無虞的資料傳輸方式。

 

工研院資通所工程師劉彥良表示,LED可見光技術透過光源來進行通訊,相較於4G和Wi-Fi等無線通訊方式,LED光源可以免除電磁波干擾,更適合用在機場和醫院;再加上LED光源照射範圍有限,因此只有在特定範圍內的使用者才能夠接收到訊息,大幅提升現今Wi-Fi所欠缺的資料安全性。速度方面,LED可見光技術將燈具整合通訊模組,能以高達70Mbit/s的速率傳輸高畫質影音訊號。

此外,雖然Wi-Fi採用的三角定位法覆蓋範圍大,卻無法提供更精確的室內定位,相對來說LED光源因為其照射範圍一定,遂可提供20公分的精準定位。

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新一代高速、短距無線聯網標準將刺激物聯網應用蓬勃發展。隨著LTE、802.11ac,以及基於藍牙4.1的IP網狀網路技術日益健全,物聯網骨幹網路正加速成形,將刺激家庭自動化、電動車車電分離管理和穿戴式電子等新應用大量問世。
物聯網創新應用將邁入爆發成長期。各種高速、短距無線網路設計日臻成熟,且相關標準正持續朝更高傳輸效率、低功耗及滿足多使用者的方向演化,已成為物聯網創新應用的溫床,包括健身/醫療穿戴式電子、智慧家庭照明控制、工業自動化(Industrial Automation)、智慧交通系統(ITS)、電動機車車電分離商務模式,以及基於燈具通訊概念建構的智慧城市網路和巨量資料(Big Data)分析平台等,皆已跳脫紙上談兵階段,逐步導入商用。

建構無所不在的物聯網燈具通訊躍居明日之星

台北科技大學物聯網技術研發中心主任黃榮堂(圖1)表示,資訊傳遞由過去人與人的通訊,逐漸演化為物對人乃至物物相連(M2M)的通訊,其關鍵影響力在於無線科技與感測技術的整合,透過無線感測方案,可幫助任何電子裝置進行資訊交換、管理與控制,進而實現智慧化識別、定位、追蹤和監控等應用,這就是物聯網即將帶來的改變。

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早在兩年前IEEE報告就指出,2015年通訊網路的傳輸容量要求將達1Tbit/s,到2020年更必須支援到10Tbit/s。 該報告還指出,2015年固網和行動網路裝置數量將多達一百五十億台,其中還包含機器對機器(M2M)的互連;在光傳輸網路(OTN)應用方面,核心節點的每波長頻寬到2015年預計達到100G?400G,到了2020年更會提升到400G~1T。
新型FPGA可滿足1Tbit/s應用

為了滿足TB級的網路應用,市場上推出UltraScale All Programmable現場可編程閘陣列(FPGA),該元件可支援1Tbit/s系統的建置,且具理想效能、系統整合度和高頻寬,廣泛適用於有線通訊、量測、航太國防及資料中心等各種應用。

事實上許多公司早已表示對1TB網路應用的需求,希望收發器能直接驅動25G/28G背板,進而解決布線性(Routability)、串音(Crosstalk)、差動式饋入損耗(Differential Insertion Loss)和阻抗匹配(Impedance Matching)等問題。

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G.fast 與FTTdp 網路架構  

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LTE-U可望成為5G標準的核心技術。通訊產業界已研擬在5G標準中,擴大使用未授權頻譜(Unlicensed Spectrum),並以LTE-unlicensed(LTE-U)技術做為基礎,打造速率更高、低延遲且耗電量更小的網路,以滿足未來10年各種物聯網裝置的連結需求。
隨著4G服務在全球持續開展,研究人員已開始研究次世代5G技術。不過,由於國際電信聯盟(ITU)尚未定義5G標準,因此業界採用的技術五花八門。
Gartner首席分析師Deborah Kish

預計到2016年,5G技術的定義成熟度將足以推出產品示範並進行相關測試;至2020年,將有20%大型行動通訊服務商與無線網路服務商開始測試或選擇性部署5G服務,例如針對企業與消費者所推出行動高畫質及超高畫質(UltraHD)影音服務。

迎向行動通訊黃金10年 5G標準蓄勢待發

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藍牙低功耗(BLE)搶先卡位萬物聯網設計商機。藍牙技術從第四代BLE版本開始,軟硬體規格更新速度便不斷加快,並朝向IP網狀網路架構發展,再加上其在行動市場已有極高滲透率,因而吸引愈來愈多晶片商投入BLE產品開發。現階段BLE的發展聲勢已明顯壓過ZigBee,可望搶賺物聯網萬物互連設計第一桶金。

意法半導體(ST)類比、微機電系統(MEMS)與感測器事業群大中華區與南亞區總監吳衛東表示,低功耗設計是構築物聯網環境的第一要素,包括感測器、嵌入式處理器和無線射頻(RF)晶片都須朝大幅降低耗電量的研發方向邁進。也因此,藍牙技術聯盟(Bluetooth SIG)遂提出新一代超低功耗的BLE標準,並針對龐大的物聯網裝置互連需求,加速發展支援網狀網路的藍牙4.1/4.2版規範,以打破既有星狀網路拓撲難以擴充及管理多節點的限制。

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無線網路的規格種類繁多,像是最常見的Wi-Fi,則屬於高速的傳輸標準,以無線區域網路(WLAN)讓行動裝置無線化的連接,得以實現。至於在智慧家庭、智慧建築、無線感測網路等領域,則大多不是採用Wi-Fi,而是採用ZigBee的技術來做傳輸。ZigBee以短距離、低功耗、低成本等特色,打入家庭控制與自動化市場,亦獲得不少廠商的採用與導入。接著讓我們深入了解ZigBee的技術與應用…

z12

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