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Wi-Fi的频谱机会与威胁

2016-01-27 09:36
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  1999年起步的Wi-Fi技术,从发展之初就使用两个频谱段落,一是2.4GHz,另一是5GHz,前者为IEEE802.11b标准,后者为IEEE802.11a。不过5GHz并非全球通行的ISM频段,因此Wi-Fi联盟主推2.4GHz。

  未来家庭Wi-Fi路由器将愈来愈强悍,现有Wi-Fi路由器的新出货已有一半以上具备双频,往后则可能具备三频、四频、五频...

  然而,2.4GHz频段的频宽不到100MHz,发展到2007年、2009年的已经难再提升速率,因此2012年业界开始推行IEEE802.11ac标准(初期为草案版本),改以5GHz频段为主。

  5GHz频段虽然各国配置、运用方式不一,但整体而言有数百MHz的频谱资源可用,加上美国FCC率先回收、开放5GHz的若干频段,因而逐渐带动他国仿效,让5GHz的全球通行性提升。Wi-Fi联盟自2012年转专注推广5GHz,经3年努力,新的Wi-Fi产品出货中,已有一半以上支援5GHz,即为双频(DualBand)。

  而在2013年,Wi-Fi联盟也接手WiGig联盟(IEEE802.11ad标准),开始发展另一个频段,此为60GHz,60GHz与2.4GHz同为全球通行的ISM频段,然60GHz频率过高,难以长距离传输、穿墙传输,但却可短距离内高速传输,适合即时传递高清晰度影音。再加入60GHz后,Wi-Fi成了三频(TriBand)。

  另外,IEEE组织也着手制订IEEE802.11ah标准,期望让Wi-Fi切入物联网应用,11ah标准采行915MHz,低于1GHz(Sub-1GHz),特性是低速率、高覆盖、高穿透传输,此标准在2016年1月正式命名为Wi-FiHaLow,也称Low-PowerWi-Fi。

  如果再加入915MHz,Wi-Fi就成了四频(QuadBand),但915MHz也非全球通行,各国有不同的运用,就算某些国家有开通,可用的频宽也不尽然与美国相同。

  谈论至此,Wi-Fi似乎都是在扩张可用频谱,但其实Wi-Fi也有隐忧,由于LTE技术的授权频谱逐渐不敷使用,也有意使用5GHz,但如此覆盖重叠区中将对Wi-Fi产生干扰,此导致Wi-Fi阵营与LTE阵营于2015年间高分贝攻击对方,即便LTE阵营提出共存技术机制,Wi-Fi阵营仍认为权益受侵犯,并质疑共存机制并不公平,仍是偏袒LTE。

  虽然Wi-Fi固有使用的5GHz可能遭LTE侵蚀,但在美国FCC主导下,Wi-Fi也获得另一机会,即是3.5GHz频段的开放,3.5GHz频段已确定分出授权与免授权频段,免授权部分将让Wi-Fi有发展机会,而需授权频段仍属LTE的发展范畴。

  归结上述,Wi-Fi获得915MHz、2.4GHz、3.5GHz、5GHz、60GHz等频段,并逐渐往下深耕,2.4GHz与5GHz频段未来将有IEEE802.11ax标准延续其发展,60GHz也已经确定有IEEE802.11ay标准延续其发展。915MHz目前仍在初步,仅有11ah标准,3.5GHz则尚未有任何对应标准,笔者目前推估,此极大可能在11ax标准中延伸定义。

  虽然Wi-Fi从2.4GHz一路起步,到近期的五路并进,但Wi-Fi联盟的认证脚步似乎不够快速,Wi-FiWiGig认证自规划2014年、2015年要启动,已确定延至2016年;Wi-FiHaLow认证也确定2018年才会启动。

  而新速率标准依据过往为每四、五年更新一次,2007年推行草案版11n,2012年推行草案版11ac,若无意外,2016年是有机会炮制推行草案版11ax,但也可能延到2017年。

  除了争取更多可用频谱外,Wi-Fi也在找寻新应用,前述的高清晰即时影音传输、物联网均是,而2015年Wi-Fi联盟也提出Wi-FiAware,期望Wi-Fi与蓝牙相同,能提供室内导引定位功能,此标准1月提出,6月即开通测试认证,相当快速。

  由此可知,未来家庭Wi-Fi路由器将愈来愈强悍,现有Wi-Fi路由器的新出货已有一半以上具备双频,往后则可能具备三频、四频、五频,既服务笔电、手机上网,也用来分享、传递与播放影音,也用在物联网应用。

  只不过,到时候Wi-Fi路由器的价格可能也会提高,2015年8月Google提出的OnHub已是200美元建议价,较现有一般入门50美元、中阶100美元产品高出许多。多频可能成为新卖点,但也可能成为抬价理由。

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