DSL促成家庭閘道器 依寬頻網路技術形成不同類型產品

數位用戶迴路(Digital Subscriber Loop, DSL)市場的成長速度相當快，為目前全球主流的寬頻接取技術。In-Stat亞太區研究總監王平表示，過去北美地區以纜線(Cable)寬頻網路技術為主，因近來DSL市場成長快速，DSL與纜線用戶的比例已接近40：60；除了北美以外，全球皆以DSL為主流寬頻網路技術，有高達八成的用戶使用DSL上網。德州儀器數位訊號處理器系統寬頻網路產品行銷經理羅振源(圖1)則表示，以全球寬頻市場來看，目前DSL的市占率高達七成，預計2006年全球DSL用戶數將接近1,500萬，因此採用DSL技術的家庭閘道器(Home Gateway)市場會比採用纜線技術的家庭閘道器如機上盒，來得更大，就技術面而言，廠商要切入DSL家庭閘道器市場的門檻也較低。  

目前主流寬頻網路技術ADSL傳輸速度已達8Mbps，於2004年時，已有廠商開始布局ADSL2+市場，ADSL2+的最高傳輸速度可達24Mbps，2006年時有VDSL2及Ultra-high Speed，其最高傳輸速度分別可達52Mbps及100Mbps。羅振源表示，2006年時，VDSL2產品仍在試驗階段，預計2007年時，該市場才會明顯成長。  

晶片業者多採DSL技術  

現階段可提供影像、語音、數據服務的終端裝置形式多樣，針對影像服務的產品即是機上盒，針對語音推出的產品為網路電話整合接取設備(VoIP IAD)，至於提供數據服務的產品包括DSL數據機(Modem)、纜線數據機、路由器等。飛思卡爾網路與運算系統部資深業務開發經理常玉林(圖2)表示，欲進入家庭閘道器市場的廠商多從數據服務產品開始布局，從數據技術整合語音技術循序漸進，最後再整合影像技術。  

在家庭閘道器的架構上，可大概分成寬頻網路技術、處理器、連結技術、介面、安全等部分，寬頻網路技術主要採用DSL及纜線，連結技術可視需求支援無線區域網路、超寬頻、藍芽、電力線網路等，在介面部分包含乙太網路、USB、PCI/ PCMCIA、DDR等。  

目前各家晶片解決方案廠商多是將機上盒晶片與DSL晶片產品線分屬於兩個不同事業群，各自發展網路機上盒或DSL數據機、路由器，而整合數據、語音、影像晶片的情形尚不普遍，且從網路語音服務的角度出發，所提供的家庭閘道器解決方案在市場上能見度較高，發展也較成熟。  

TI支援各種DSL技術  

德州儀器以各種DSL技術標準為基礎，提供語音、資料和先進的影像服務，該公司的家庭閘道器解決方案是以可程式數位訊號處理器為核心，目前有AR7系列產品，採用0.13微米製程技術。羅振源表示，AR7是單純數據處理功能；AR7W支援數據處理及無線區域網路(IEEE 802.11b/g)；AR7V支援數據及語音處理；AR7VWi支援數據及語音處理、無線區域網路；AR7STB則是支援數據及影像處理，目前AR7累積出貨量達4,000萬顆。  

德州儀器即將在2006年中推出的家庭閘道器解決方案UR8採用90奈米製程技術，除包含高效能數位訊號處理器外，還加入一顆先進多媒體處理器支援影音多媒體功能，以及一顆網路電話數位訊號處理器，且包含可程式Uni-DSL(UDSL)實體層，所謂Uni-DSL即是支援ADSL、ADSL2、ADSL2+、VDSL、VDSL2、Remote / Short Loop DSL等技術，再透過各種介面支援各種技術。羅振源表示，UR8系列將有高低階之分，部分產品只支援ADSL2、ADSL2+，也有產品可支援至VDSL、VDSL2。  

飛思卡爾擁有多種系列處理器  

飛思卡爾在布局家庭閘道器市場部分，可提供網路及機上盒相關晶片，分屬於兩事業群，各自發展相關的家庭閘道器解決方案，因此目前可提供數據、語音功能，但影像功能尚未整合。  

目前在網路部分，常玉林表示，該公司提供一系列處理器，從低階至高階分別有MPC827x、MPC832x、MPC834x、MPC85xx等系列，其處理器整合通訊處理器成一顆系統單晶片(SoC)，並整合多種介面及安全引擎(圖3)。  

但在無線區域網路部分，該公司目前只有802.11b規格晶片，常玉林表示，該公司即將推出802.11g晶片，且正在著手開發802.11n。至於飛思卡爾是否會布局寬頻網路晶片市場，常玉林只表示，該公司一定會提供相關的寬頻網路晶片解決方案，但是否將與其他協力廠商合作，尚不願透露。  

不久前，飛思卡爾與Jungo合作，推出一種專供家庭及商用閘道器產品所使用的平台解決方案，該方案是以內含PowerPC核心的MPC8272 PowerQUICC II系列處理器為基礎，再輔以Jungo的OpenRG與OpenSMB軟體平台。  

此一組合式解決方案的設計目標在於，當以PowerQUICC架構及Jungo的軟體平台開發客戶前端設備時，能夠縮短開發時程，並加快產品上市速度。  

其主要應用層面涵蓋智慧型家庭閘道器、DSL/纜線路由器、整合式存取裝置、無線存取點、語音閘道器、VPN路由器、家用儲存路由器、多功能事務機等產品。  

在機上盒解決方案上，飛思卡爾擁有H.263及MPEG4等影音壓縮晶片，預計在2006年中推出H.264晶片。  

意法半導體 正研發單一裝置參考設計  

意法半導體提供的家庭閘道器解決方案有兩種模式，其中一種是單裝置模式(One Box Model)，採用ADSL2+實體層再搭配一顆核心處理器(CPU)，將網路電話軟體整合在核心處理器中，透過介面連接無線區域網路。  

另一種是雙裝置模式(Two Box Model)，除了上述裝置外，還會有一個機上盒，透過乙太網路介面連至上述裝置，並且把核心處理器及軟體決定權交給客戶。  

意法半導體亞太區通訊及行動多媒體事業部技術行銷經理朱慧中(圖4)表示，將ADSL2+實體層與核心處理器整合在一起並無法控制ADSL2+的效能，通常只能達到6～7成的效能，而分開的話，則可確保ADSL2+的全速效能，由於速度與效能的重要性愈來愈高，尤其是邁向VDSL技術後，因應針對影像內容而制訂的速度標準，若效能差，畫面出現延遲現象，消費者的感受將相當明顯，也因此該解決方案的價格會比一般競爭廠商提供的價格高，所以該公司的策略相當清楚，只鎖定高階、高效能需求的市場。  

朱慧中並表示，意法半導體也正開發參考設計，稱為Single Box，以機上盒為中心點出發，連結電視及ADSL2+實體層，將原本結合ADSL2+實體層的核心處理器及網路電話軟體，挪動部分內建於機上盒內，若要連結無線區域網路，則將介面內建於機上盒內，變成整合多功能的單一裝置。  

與其他業者不同，意法半導體不打算供應VDSL晶片，朱慧中表示，VDSL的缺點在於短距、須依附於光纖骨幹上，因此最大市場在日本及韓國，雖然也有其他部分地區開始布建光纖，但終究VDSL市場占整體寬頻網路市場的比重仍算小。  

科勝訊依性質分離晶片  

科勝訊在家庭閘道器解決方案上，鎖定網路及網路機上盒兩種型式產品，在網路閘道器解決方案部分，將ADSL、核心處理器、乙太網路交換器等晶片依類比及數位性質拆成兩顆晶片，若再加入其他無線傳輸技術，則再增加晶片數，科勝訊總經理施宏漳(圖5)表示，整合多顆晶片成單晶片的製程技術更加複雜，成本不見得比較低，目前尚未有採用DSL的網路機上盒解決方案，因為市場量還未明顯提升。  

飛利浦從STB市場切入  

不同於其他半導體大廠多從網路語音技術出發，切入家庭閘道器市場，飛利浦的家庭閘道器解決方案Nexperia STB810是IP與複合式/雙功能網路機上盒的開發平台，飛利浦半導體中國區電信與運營總經理江振輝表示，該公司在電視與消費性電子市場擁有30年以上的專業經驗，畫質一向是大家的重要考量，不論是透過纜線、衛星或是網際網路取得的內容，都希望能在電視螢幕上呈現良好的畫質，而STB810能夠幫助製造商以較低的位元傳輸率取得最佳的畫質。  

除了提供最佳的畫質之外，STB810平台的另一項特色是能夠為客戶的設計團隊帶來彈性，提供Linux、Msoft等選擇。該公司的網路機上盒發展規畫涵蓋廣泛的解決方案產品，包含從SD MPEG2、SD H.264、MPEG4到例如HD H.264(MPEG4 Part.10)與HD VC1等先進解碼器的各種解碼標準。江振輝表示，飛利浦規畫推展的關鍵元素可提供彈性化開發環境，支援主要的作業系統並帶來如語音與深具潛力的網路電話等功能整合。  

VoIP成為必備功能  

在2006年CeBIT展場上，可以發現網路電話相關產品紛紛出籠，支援網路電話似乎成為家庭閘道器的必備功能。常玉林表示，家庭閘道器透過網路電話數位訊號處理器，及相關編解碼器支援網路電話功能，不採用核心處理器的原因在於網路電話技術具有複雜的通訊協定，核心處理器無法負擔如此繁重的工作。  

整合WLAN方式之不同及802.11n之影響  

目前家庭閘道器解決方案多是透過介面連結無線區域網路，而非整合無線區域網路晶片成單晶片。德州儀器UR8解決方案亦是如此，其不內含無線區域網路晶片，而是透過介面另外連結無線區域網路晶片，以達成無線區域網路功能，羅振源表示，此作法可彈性提供客戶自由選擇無線區域網路的不同規格晶片，若內建該晶片，成本將過於昂貴，且不見得符合每個客戶的需求，此外，整合無線區域網路射頻的困難很多，包括干擾、製程等問題。  

無線區域網路領導廠商博通則認為，未來802.11n相當適合應用於家庭閘道器。特別因為802.11n可以完美呈現數位家庭中多重高解析度影音串流，且802.11n比起無線區域網路的其餘規格更加適合，身為無線區域網路的領導廠商，又看好家庭閘道器市場商機，博通將整合這些技術，提供簡易使用操作方式。  

台灣STB晶片商尚未切入家庭閘道器市場  

網路機上盒與網路語音閘道器目前仍屬獨立的兩種類型產品，常玉林表示，五年內尚無法整合在一起，而台灣機上盒晶片廠商在此市場由於缺乏網路通訊協定技術，而趨於弱勢，相反地，網通晶片廠商較可能透過購買影音相關晶片切入，但若要自行開發也不容易。  

機上盒主要具有四種介面，包括衛星接收、纜線、地面廣播、網路(IP)，衛星接收及地面廣播機上盒電視訊號是透過廣播方式發射訊號，須由天線接收再發送至機上盒；纜線機上盒則是透過纜線線傳輸，而網路機上盒由電信網路接收訊號。  

目前全球的數位地面廣播分為3種標準：一是美規的ATSC，除了美國本身外，加拿大及韓國皆採用此標準；另一是日規的ISDB-T，只有日本自行採用此標準；其餘大部分國家皆採用歐規的DVB-T，台灣亦是。  

現在，網路機上盒己開始運用MPEG4 PVR搭配隨選視訊(Video on Demand, VOD)雙向傳輸運用。在此機上盒產業中，NTSC及PAL雙制式之影像系統為主要之輸出格式，所以MPEG4晶片廠商須提供此高畫質影像之功能，其供應商包括德州儀器、VWEB、WIS、InTime、淩陽等。此MPEG4 DVR或PVR可配合未來互動式之數位電視廣播(Interactive)成為家庭多媒體互動式電視平台MHP(Multimedia Home Platform)，進而搭配無線區域網路做為多台機上盒之影音傳輸，同時也可結合數位電話(Web Phone)與網路電話或DECT電話、線上遊戲等，成為具備多媒體功能的娛樂型家庭閘道器。  

目前台灣在此機上盒領域具有潛力之廠商包括圓剛、兆赫、廣威、亞視、泰山、承啟、全陽、格得、百一、聖馬丁、高昕、普騰、宏傳、士達發等。  

在MPEG4應用晶片廠商部分，目前主要以德州儀器最為完整及領先，至於台灣晶片廠商包括凌陽、其樂達、聯發科、揚智等也都在規畫中。其樂達財務長張玉函表示，該公司擁有機上盒前段晶片，如核心處理器、解碼器等，目前主力市場在衛星接收機上盒(Satellite STB)及地面廣播機上盒(Terrestrial STB)。由於看到纜線機上盒市場開始成長，其樂達正積極進入該市場，等纜線機上盒市場量增大、該公司能力增強後，未來將會進入網路機上盒市場，目前網路機上盒市場仍很小，台灣尚無晶片廠商切入網路機上盒市場。  

其樂達目前缺乏的技術主要是後段軟體，張玉函認為，未來該公司欲籌備進入網路機上盒市場時，不排除透過自行開發、與國外軟體公司合作，或購買IP等方式來取得所需資源。  

智原科技市場行銷部整合行銷傳播經理吳文曼表示，通常台灣家庭閘道器晶片廠商都自行開發IP，此技術困難度不高，包括網路機上盒亦是，因此少有IP開發公司進入家庭閘道器市場。  

整合全功能並非適用  

雖然將全部功能整合在單一全功能家庭閘道器中，可節省不少空間，但卻不能滿足所有用戶的需求。朱慧中表示，雖然意法半導體依據客戶需求進行開發單一裝置的家庭閘道器解決方案，但仍有不少客戶要求將功能分離，所以該公司仍提供雙裝置模式家庭閘道器解決方案。而無線區域網路是否真能解決將家庭閘道器放在客廳而非書房，所衍生出來的問題，目前仍無定論，預計2007年後會較明朗。  

江振輝則表示，在此產業中的所有晶片製造商都希望找到適合消費者的關鍵應用與系統規畫，將所有功能全都整合在一個機上盒中不見得是正確的解決方案，另外也要考量如何銷售與如何維護？什麼是最佳的組合或功能？目前飛利浦看到三項明確且個別獨立的功能：數據機、路由器與電話，這些功能的整合須要仔細考量。  

家庭閘道器走向整合趨勢  

家庭閘道器的最主要功能不外乎在於看電影、聽音樂、傳輸溝通、蒐集與分享資訊等，羅振源表示，目前數據、語音、影像服務仍是分開的，近幾年將會逐步整合，預計2010年左右，可以實現透過單一高度整合型的家庭閘道器連結家中的各個裝置，而家庭閘道器的演進，是由娛樂服務內容驅動，從最低階的數據機(Data Modem)、低階家庭閘道器、高階家庭閘道器，以至最高階的影像家庭閘道器，數據機即是以傳統DSL寬頻網路技術為主，低階家庭閘道器包括DSL、路由器、無線區域網路等，高階家庭閘道器則整合DSL、路由器、無線區域網路、語音處理、電力線網路、USB主機埠(USB Host)、數位無線電話機(DECT)、行動通訊系統、附加價值軟體等，至於影像家庭閘道器，是在以上功能外，再加入影像處理、各式介面及軟體。  

整合數據、語音、影像技術於家庭閘道器中是未來的趨勢，常玉林表示，但目前在技術上仍無法達成，由於良率不高，因此成本相對提高。朱慧中則表示，意法半導體也有客戶要求加入藍芽功能，但重點是，在電信服務業者部分將如何收費，軟體開發與營運模式都應搭配得宜，並且使用者介面及軟體應符合消費者使用習慣，才能夠真正普及家庭閘道器市場。  

在概念上，可以將行動通訊功能加入家庭閘道器內，但目前尚未有此相關產品出現，羅振源表示，要將行動通訊功能加入家庭閘道器內，現階段在技術方面已不是問題，重點是客戶端並無此需求。常玉林則表示，手機可以透過加入WiFi模組或晶片連上家庭閘道器，決定提供此功能整合的主導廠商在於手機相關業者，而非由家庭閘道器解決方案供應商決定，且就目前看來，尚無此需求出現。  

將儲存裝置內建於家庭閘道器內是可行的，但基於客戶需求目前多是將兩裝置分開，羅振源表示，並非所有使用者皆須要時時儲存內容，且考量到部分資料的重要性，另外使用一台儲存裝置，可避免家庭閘道器受到碰撞導致資料毀損，因此較具安全性。  

德州儀器也看到電力線(Powerline)通訊市場，不久前宣布與Corinex合作，整合德州儀器AR7 ADSL2+以及Corinex電力線技術至同一台家庭閘道器。  

科勝訊擁有的家庭閘道器相關產品包括DSL、纜線、電話線、電力線、無線區域網路、GPRS、語音、影像等晶片，這些產品可以任意組合成家庭閘道器解決方案，施宏漳表示，只要市場有需求，該公司也能結合數據、影像、語音等功能的晶片，提供一完整解決方案，因為技術內容皆一樣，只是採用的軟體及韌體不同。  

根據In-Stat資料顯示，DSL網路機上盒市場產值在2006年將達8億美元，2009年時將成長至25億美元，顯示該市場處於起飛階段，成長力道不容小覷。帶動網路機上盒市場成長的主要驅動力來自網路電視(IPTV)，主導業者是電信服務業者和內容提供業者，如由電信服務業者釋出標案。  

目前機上盒市場走勢正呈現兩極化，低階機種將被HDTV取代，高階產品走向高度整合，即是家庭閘道器。低階機上盒僅提供收看數位電視節目內容，單價約100～150美元；中階機上盒功能提升至雙向互動式服務，可提供付費節目及客製化需求；而高階機上盒以數位家庭為發展核心，增加繪圖處理晶片、數據機、HDD、1934、HDMI等功能，單價達500美元以上。  

在數位電視發展初期，由於DTV僅具有數位顯示功能，接收數位電視訊號的工作則交由機上盒處理，因此，低階機上盒需求量相當可觀，但未來趨勢走向數位電視整合接收模組，低階機上盒將逐漸被HDTV取代，成為過渡性產品，未來機上盒發展將走向高度整合化，包括搭配電信業者推出加值性服務，具有互動式、隨選視訊、PVR、計次付費(PPV)等功能，由於單價未大幅增加，易被消費者所接受，預期將成為未來主流產品。  

此外，機上盒整合其他消費性產品亦為發展方向之一，包括整合DVD播放器、可攜式DVD等，此將屬於高階市場。  

王平表示，在數位家庭中較適合採用機上盒提供多媒體影音功能，在網路機上盒市場，電信服務業者較強勢，具有主導市場的關鍵角色。江振輝表示，飛利浦將積極開發廣泛多樣的解決方案讓機上盒製造商能夠選擇適合不同市場的產品。  

雖然隨著IPTV市場成長起飛，網路機上盒的後勢看漲，但仍與現階段的纜線機上盒並存，施宏漳表示，網路機上盒與纜線機上盒市場皆在持續成長中，並不衝突，網路機上盒目前尚不會取代纜線機上盒，預計多年以後才會有競爭情形出現。