無線通訊將躍居未來技術關鍵

　　在物聯網(IoT)以及機器與機器間通訊(M2M)等全新應用領域的驅動下，無線通訊技術正經歷一場重大的變革，隨之而來的是量測設備供應商將面臨無線通訊領域各種規(guī)范帶來的巨大測試挑戰(zhàn)，其測試能量的整合以及如何與法規(guī)同步正成為當前的重要課題。

　　德國無線通訊儀器大廠羅德史瓦茲(Rohde?&?Schwarz;R&S)市場策略部門M2M/NFC市場區(qū)域負責人Jorg?Kopp以及行動終端量測部門技術經理Meik?Kottkamp深入闡述了攸關無線通訊領域的諸多重要議題。

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　　R&S市場策略部門M2M/NFC市場區(qū)域負責人Jorg?Kopp(左)以及行動終端量測部門技術經理Meik?Kottkamp(右)

　　物聯網是最近被廣為探討的議題，像R&S這樣的先進量測設備制造商當然更不會錯過。請問這個議題將會對R&S的業(yè)務造成什么影響?R&S又將如何因應物聯網帶來的測試挑戰(zhàn)?

　　Jorg?Kopp：R&S長期致力于無線通訊測試領域的研究，對我們而言，物聯網通訊通常指的是M2M通訊，因此這具備了多種面向。首先是技術面，我們注意到在某種程度上，物聯網環(huán)境中所使用的技術都已經相當成熟了，其中最主要的是蜂巢式通訊技術，如2G、3G以及近期熱門的LTE技術。

　　然而，M2M應用有著多樣化的要求，因應這些需求經常延伸出新的技術，例如滿足功率效率的需求。當然，這種情況為我們創(chuàng)造了新的商機，但我們也必須評估哪些是‘曇花一現’的技術，而哪些技術將成為市場主流，并發(fā)展成為長期的目光焦點。

　　物聯網帶給量測產業(yè)的另一個影響是通訊在實際應用中所扮演的角色愈發(fā)著重于關鍵性任務及生命攸關(life-critical)的應用，這些應用都須進行測試;為此所衍生的認證工具需求，正成為我們未來業(yè)務發(fā)展上一個非常有意義的領域，例如車對任何裝置(Car-to-X)的通訊系統(tǒng)。

　　在美國及歐洲，這項技術的標準化已進入后期階段;而根據Wi-Fi標準修訂的IEEE?802.11p，如今已在使用中，不過它當初并非為現今崛起的這些新興應用所制定。因此，許多問題都亟需解決，例如衰減(fading)以及多個請求的同步處理等。我們正與相關業(yè)者密切合作，開發(fā)測試方法并模擬真實環(huán)境，例如衰減規(guī)范(fading?profiles)，以確保這些裝置在所有情況下都能可靠地運作。

　　從應用面來看，與安全相關的應用將產生龐大的測試工作。然而，在物聯網的范疇，預期將有數十億的裝置相互連結，但并非所有應用皆與安全相關。在消費性應用上，其終端裝置數量龐大但卻講求低成本;這衍伸的問題來了，哪些應用需要進行測試?測試成本又該由誰來負擔?這些成本壓力將導致生態(tài)系統(tǒng)轉移。制造商通常不想自行擁有測試設備，也很少會在現場使用，因此他們逐漸不再具備這方面的專業(yè)知識。取而代之的是，產品的設計與測試工作將會有很大程度的外包。

　　這些測試工作是否會轉移到專業(yè)的服務供應商，以及測試設備的設計上?

　　Jorg?Kopp：對許多測試實驗室而言，物聯網及M2M已逐漸成為重要的商機。然而，比起采用OEM的設備，目前仍有著不同的限制，多數實驗室已完成測試能量的部署，也累積了所需的經驗，但面對廣泛的市場，實驗室對于測試設備的需求仍然在于具備高性價比的專業(yè)測試解決方案，而非針對廣大市場所需的多樣化、多功能設備。

　　這樣的轉變是否會為R&S帶來新商機?

　　Jorg?Kopp：從我們的角度來思考這個問題——我們如何滿足這個分散市場的多樣化需求，什么樣的測試解決方案才適合這個市場?是否有必要針對M2M市場推出測試解決方案?我們必須針對成本面及技術面進行考量。不過，可以預見的一點是，測試任務正隨著物聯網中的連網裝置遽增而增加。

　　另一方面，大部分的企業(yè)都承受了極大的成本壓力，測試生態(tài)正發(fā)生巨大的變化，這對于整個技術進程的參與廠商及其所使用的技術來說更是如此。目前值得我們深入探討的議題就在于如何以最小的投入使全新的技術涵蓋最大的范圍。

　　這是否意味著測試設備必須變得更聰明?它是否必須可以連接網路或GPS接收器?例如用于尋找正確的工作頻率?

　　Jorg?Kopp：是的，但還有更多需要考量的地方，例如智慧型手機測試主要集中于蜂巢式通訊技術。如今，GPS加入了手機測試行列，以及針對分布在全球具有不同頻段的電視頻道進行測試的技術，這些都在M2M的應用范疇內。再者，現今的測試通常包含了較高的OSI層，因此我們整合了深度封包檢測功能于儀器中，使工程師可以進行相關研究，例如訊號以及流量的變化，這些都是息息相關的，特別是在涉及功率損耗的時候。

　　一般認為功率損耗通常針對接近應用層的較高層級，那么功率損耗責任是否應該歸咎于軟體開發(fā)而非硬體設計?

　　Jorg?Kopp：這個問題就比較復雜一點。在M2M領域，功率損耗的確發(fā)生在網路層，并可以設法減少功率損耗。以一個典型的例子來看：假如我有一個感測器將于每十分鐘傳送一次資料，那么這個感測器就不需要長期處于主動的狀態(tài);在非資料傳輸期間，感測器即可切換至網路支援的省電模式，這樣看來功率損耗就與網路的參數產生了關連。

　　R&S對于物聯網市場將采取什么策略?是否能針對市場數據做些分享呢?

　　Jorg?Kopp：當然，我們可以看到其實產業(yè)界已經為物聯網做好了準備，一些指標性的數據更指出未來將有高達500億的連網裝置;以及在2020年以前，物聯網潛在市場將有高達8千億美元的商機。透過這些龐大且抽象的數字，我們不難理解通訊技術已經逐漸深入各個產業(yè)領域及應用。R&S的測試能量將有助于實現這些新的應用，以eCall(緊急通話)以及Car-to-X這兩個特定應用市場案例來看，我們在這些市場已經相當的活躍，當然也已經涵蓋了蜂巢式通訊技術以及所有與其相關的測試案例。

　　長遠來看，您認為哪些射頻技術將普及于物聯網應用中?

　　Meik?Kottkamp：目前并沒有一種射頻(RF)技術能夠滿足所有的物聯網應用需求。根據我們所搜集到的測試設備需求，我們可以看到一連串的物聯網技術正以快速的步伐持續(xù)擴大，相關的應用范疇亦是如此?？蛻舻男枨笞屛覀兞私獾綑C上盒(STB)供應商以及有線網路營運商已摩拳擦掌準備進入家庭自動化市場，并計畫透過現有的遠端控制解決方案切入。但目前實在很難判斷什么技術將會引領風潮，因為目前存在許多選擇，例如ZigBee、低功耗藍牙(BLE)，當然還包括Wi-Fi。

　　此外，這其中也存在顯著的地區(qū)性差異，例如未來將納入使用的無線電視‘空白頻譜’(White?space，即VHF-54M~216MHz以及UHF-470M~698MHz)。不少技術大廠已著手研發(fā)Super?Wi-Fi技術，透過此頻段訊號穿透率較佳的特性，突破既有Wi-Fi覆蓋率與傳輸距離的發(fā)展瓶頸。R&S的解決方案將幫助使用者解決非常廣泛的測試挑戰(zhàn)。對于客戶的特殊需求，必須針對多個面向進行評估規(guī)劃，例如這個市場有多大、誰才真的需要這個解決方案等。

　　NFC技術已經被炒作了一段時間，但現在似乎已經安靜下來。透過測試儀器的需求面來看，您認為此技術是否有生存的機會?

　　Jorg?Kopp：我認為NFC并不至于走向失敗的命運，盡管它在歐洲的接受度還不高，但在亞洲則相當地流行，許多的信用卡組織都計劃將NFC技術整合于信用卡終端設備中。全球目前約有2.75億支配有NFC功能的手機，蘋果(Apple)新款iPhone?6也可支援NFC功能。因此，這項技術業(yè)已到位，但或許截至目前為止仍未被廣泛的應用。

　　此外，我們都知道醫(yī)療領用的最新發(fā)展中亦結合了NFC功能，例如心臟起搏器及其他植入物。NFC的潛在應用范圍相當龐大，且還在不斷地增加中。R&S的產品線中亦提供了NFC測試解決方案，同時，我們也注意到市場對于這些產品方案的穩(wěn)定需求。

　　目前5G網路的發(fā)展情況如何?預計物聯網將被納入5G技術支援分散式網路架構，而今，5G技術將從何處扎根?

　　Meik?Kottkamp：5G的發(fā)展過程反映出許多的需求來自于物聯網——在開發(fā)2G、3G、4G等無線通訊網路時，討論的重點在于網路的速度和頻寬，而今的需求則是更快的反應時間以及更長的電池續(xù)航力，以及越來越多的終端同時連上網路而不能造成網路過載的需求，這些來自物聯網的需求也會被定義在5G網路層中。

　　5G是一個很大的研究議題，歐盟也在討論中，目前雖然還沒有定義出完整的需求清單，但可期待的是這些研究活動成果將會被列入標準程序中。不過，真正要定義出新的標準還需要一些時間。試想如果5G要在2020年正式上路，我們就必須在2018左右完成法規(guī)定義。

　　目前有許多重要議題正分別在討論中，例如更大頻寬、高頻段、光通訊架構，以提供更快的傳輸時間以及延長電池待機時間。LTE組織也正討論著這些相關議題，例如節(jié)能以及終端對終端通訊等。此外，LTE的最佳化也必須透過物聯網及M2M的需求來決定。