疫情時代下，許多工作、教育、娛樂活動都改採居家場域運作，智慧家庭需求也不斷提高。全新規格的無線技術可提升智慧家庭的聯網體驗、傳輸品質和安全信任度。
隨著物聯網(IoT)技術不斷突破，越來越多尖端科技出現在生活當中，使人們的世界得以串連更加緊密。各類的數位化和聯網裝置正改變人們生活中不同領域，不只觸及智慧工廠、辦公室、汽車等應用，目前智慧家庭裝置和應用正蓬勃發展，也重新定義人們對居住環境的體驗。因此，越來越多的消費者希望能享受智慧家庭和建築科技，所帶來舒適環境、能源效率和安全性能。
新冠肺炎(COVID-19)提高了人們接納智慧家庭科技的意願，在疫情期間，全世界經歷各階段的封城政策，因此許多私人住家同時扮演了辦公室、學校、娛樂中心、健身房、工作室，甚至是醫療照護中心等空間。
因此，隨著疫後生活型態改變，在現今科技下的智慧家庭，並非只有智慧冰箱提醒使用者冰箱牛奶庫存不足，又或者物聯網咖啡機辨識使用者咖啡喜好等功能，而是未來將會推動智慧家庭和裝置應用更高的需求、功能和效能。對此，根據ABI Research預測，在2026年之前，智慧家庭市場將會達到3,170億美元，相較於COVID-19爆發之前會成長5%左右(圖1)。
圖1 ABI Research預測，Wi-Fi裝置需求在2021~2025年成長趨勢。
智慧家庭的成長日漸顯著之下，根據聯合國預測，2050年以前10人中就有7人居住在城市當中，未來趨勢將會推動高樓林立的巨型城市、大型住宅街區、以及大量辦公和公共建築發展。而依據歐洲電信網路營運商協會(European Telecommunications Network Operators' Association)指出，智慧建築到2025年以前，會有將近1.54億個物聯網連線。雖然該數據單指歐洲的聯網數量，但也顯示數位化在建築中扮演的關鍵角色。
如何讓住家變得更有智慧
住家因為設施而變得有智慧，日常需要電子元件的電器用品，例如暖氣、通風機、空調、電梯和電燈，將透過微控制器(MCU)使電器能夠看見、聽見，並理解周圍環境，再進行自動處理資訊，做出決策，並且執行一連串的動作。以下將智慧功能打造成智慧家庭系統，分為幾項功能區塊：
．感測器
代表物聯網系統的起點，可擷取環境資訊並轉換成數位資料。
．微控制器
如同物聯網裝置的神經中樞，負責處理這類資料和產生控制訊號。
．致動器
協助控制訊號轉換為實際的動作。
．聯網
為物聯網的核心，互相連接所有「物品」並且連至雲端。
．安全軟體
適用於裝置、網路和資料的安全解決方案藉由保護資料傳輸，並確保聯網裝置與網路的完整性，以建立數位世界中最重要的消費者信任感。
對此，這些功能之間的相互連線是智慧家庭的關鍵角色，但就目前技術來說，仍有成長空間。
連線網路速度成關鍵
住家不斷增加聯網裝置，進而導致網路壅塞，當使用者在切換不同智慧家庭裝置時，通常會面臨服務中斷或是無線網路連線問題。除此之外，Wi-Fi不單會消耗大量電力，若是住家將Wi-Fi伺服器放置在角落，會出現死角問題，因此不同房間的網路因涵蓋範圍不同，會產生連線時好時壞的情況，有時訊號也會變差。
當在受歡迎的2.4GHz和5GHz射頻頻譜變得越來越擁擠，導致效能問題。隨著物聯網邊緣裝置成為吸引家庭駭客的目標，許多使用者也開始擔心住家的安全和隱私資料。為了贏得使用者的信任，以及釋放智慧家庭科技的完整潛能，智慧家庭裝置和家電的製造商需要能夠解決所有連線、壅塞和安全疑慮的半導體解決方案。
Wi-Fi 6成為下一波潮流
在家庭連線體驗中，物聯網裝置、雲端及網路之間的優異接收品質，和快速、穩定連線是絕對必要的條件，無一例外。 各式各樣的連線標準，支援順暢的通訊能力，適用於不同的使用案例。常見的技術標準有適用於無線區域網路(WLAN)的Wi-Fi、適用於內容串流的藍牙(Bluetooth)，以及適用於超低功耗連線場合的低功耗藍牙(BLE)技術(圖2)。
圖2 ABI Research指出，Bluetooth和Wi-Fi仍然是智慧家庭中廣泛使用的技術。
尤其最新一代的Wi-Fi技術Wi-Fi 6是未來眾所矚目的發展，該技術著眼於可靠度與效能的提升，即使環境中的裝置密度高，表現依然出色。此外，有別於前幾代Wi-Fi注重裝置的峰值速度，Wi-Fi 6的前瞻設計在峰值速度之外，還針對網路壅塞問題、網路效率、裝置電池續航力、延遲時間及連線範圍等，都有顯著的改善和提升。
這將可成為具備虛擬實境功能的線上遊戲裝置、可串流直播健身的運動器材、擁有連線能力的廚房家電用品，又或是通常導致家用網路壅塞物聯網裝置的解決方案。
無線網路方案解決聯網壅塞
針對智慧家庭市場對於安全、可靠的無線連線需求，有廠商如英飛凌科技(Infineon)推出AIROC無線解決組合，利用Wi-Fi 6/6E、藍牙5.2技術，其使用6GHz頻譜解決2.4GHz和5GHz頻道壅塞的問題，並提供物聯網遠距離連線。而該解決方案與Wi-Fi 5和Wi-Fi 4相比，無線訊號涵蓋範圍增加一倍，對於消除死角和接收品質的問題有顯著提升。
當AIROC Wi-Fi 6/6E解決方案搭配藍牙5.2技術，可透過LC3傳輸音訊，並執行新BLE標準的音訊共享、音訊廣播等音訊使用案例，以及低功耗藍牙喚醒LE模式可讓主機CPU在藍牙核心自主監聽(Listen)傳入連線請求的同時降低功耗。無線技術改進BT/BLE的傳輸距離、降低干擾和延遲時間，減少20%耗電量。
Smart Coex技術能同時啟用Wi-Fi和藍牙，並將Wi-Fi傳輸量提高，協助多媒體使用。且該產品具備像是安全啟動、韌體驗證和加密、生命週期管理等多層安全防護功能，為智慧家庭中的物聯網應用提供更高層級的安全防護，和針對裝置和資料的安全和完整性，建立迫切需要的消費者信任感。
(本文作者為英飛凌科技安全互聯事業部總監)