客廳書房角色易位數位家庭連網技術大不同

從硬體結構方面來看，目前的寬頻網路已帶動起連網使用型態的變革，加上數位媒體工具普及，對多媒體分享的需求也大幅增加，相對於許多無線區域網路的技術成熟，價格低廉，讓家庭數位網路變的更簡而易行。另外，消費者在資訊爆發時代對於網路資訊與多媒體資源分享，甚或是家電控制、居家照護、保全監視、遠距學習與會議等需求都呈現快速成長，因此如何發展各種應用需求的網路技術與彼此間的互通就顯得格外重要。  

應用決定技術需求  

現階段數位家庭網路技術包含舊有線纜技術，如電力線與電話線等，新的線纜技術，如乙太網路、USB2.0、IEEE1394等，無線技術有 Bluetooth、IEEE802.11、HomeRF、HiperLAN2與UWB等，另外還有DHWG聯盟將家中PC、消費性電子、行動裝置及家電產品與網路連接的UPnP(Universal Plug and Play)技術等，不過對於這些衍生技術的未來發展主要還是取決於消費者對於應用端方面的需要，而目前在數位家庭網路的應用方面有三大型態，多媒體與個性化服務、寬頻資料分享和控制系統管理等，基於這些應用短距離的有線或無線傳輸技術並無法做為家庭網路中的骨幹，在現行的家庭網路技術中，乙太網路、WLAN與電力線或電話線等在既有的規模基礎下有機會出線，但仍有許多針對不同應用需求的改良式技術值得留意。  

家電資訊化的控制傳輸系統  

所謂的電力線上網(Power Line Communication, PLC)是指利用電力線傳輸數據與語音訊號的一種通信技術，隨著網路技術的快速發展，利用低壓電力線傳輸高速數據的價值越來越受到重視，因為其具有不用重新佈線、覆蓋範圍廣、連接方便與傳輸速率高等特色，因此被認為是提供「Last Mile」解決方案最具競爭力的技術之一。由於家中大型家電的移動性並不高，隨著家電的網路資訊化，電力線上網應該是一較為可行又節省成本的方案，另外，資訊家電的網路需求多以資料傳輸為主，較少牽涉到多媒體領域，因此，對於頻寬的需求並不太大，目前10Mbps的電力線上網頻寬也已經符合此一需求，至於資訊安全的問題也因家電傳輸資訊的重要性低，而降低其要求。  

目前PLC上網在各國多仍在測試階段，而其技術與標準包含CEBus、HomePlug與Echonet等，未來用PLC上網需要增加的設備有2種： PLC的局端設備以及PLC數據機。其中，PLC數據機放置在用戶家中，局端設備一般放置在大樓的配電室內。隨著上游晶片廠商在14M產品技術上相對成熟，PLC設備的整體投入也在不斷下降，現階段14M的PLC Modem產品，其成本價已經降低到與ADSL Modem相接近的水準，而局端設備則相對便宜很多。根據Echonet的預測，至2006年透過電力線及無線傳輸的家庭網路家電服務商用市場將達到 542億日圓，不斷下降的成本將帶動起使用PLC技術提供家電服務的市場。  

未來PLC傳輸在數位家庭網路中將是與其他傳輸技術分別依應用區隔扮演合作的角色，如Echonet標準中的規劃圖1，其中一部份主要網路由PLC來負責家電的控制及安全，再分別結合其他諸如乙太網路、WLAN等子網路而構成整體家庭網路概念。  

潛力無窮的無線通訊網路  

家庭無線網路技術的應用，讓家中的各種電腦和家電設備不必通過各種纜線就可以聯繫起來，帶給我們更多的新應用模式。此外，多對多的使用方式讓家中的不同成員可以很方便地同時使用同一個操作介面做不同的事，實現了讓PC成為家中應用和娛樂處理中心的夢想。目前，無線網路的應用已經在企業和公眾場合中普及起來，但在家庭應用方面還正在探尋合適的無線應用解決方案。多媒體電子裝置及其應用的日趨豐富，引發了家用市場對無線連接的迫切需求，不過，現有的解決方案還不能很好地滿足家庭不同成員的獨特需求。而根據In-Stat/MDR的預測，用於家庭無線網路的半導體晶片的數量將由2003年的2050萬組增加到 2007年的8110萬組，成長的幅度超過3成。寬頻接入普及與PC價格的平易近人，加上家庭辦公者(SOHO族)數量的增加都將大大促進家庭用戶對無線網路接入的需求。  

現行的無線技術主要有IEEE802.11、Bluetooth及HomeRF等，由於Intel主推Centrino晶片，讓IEEE802.11已有逐漸成為主流技術的態勢。不過現代家庭中擁有各種不同的數位娛樂設施，如數位電視、DVD播放機、MP3播放機、數位相機及數位攝錄影機等，隨著無線網路技術的應用，家庭中的上述移動裝置將越來越多的以無線的方式連接起來。無線技術讓用戶在家中的任何一個房間，都可以很方便地欣賞到通過Cable、衛星或 ADSL傳送過來的寬頻節目。將MP3播放機放到Desktop PC或NB PC的一定範圍區間內，就可以下載MP3歌曲。電子遊戲機、遊戲搖桿或控制器和顯示器之間也可以用無線的方式連接起來。目前，要從數位相機中輸出照片時，必須用到USB連接線或PC上的讀卡器。如果應用了無線技術，用戶只要將數位相機靠近顯示裝置，數位相機中的照片就可以在顯示裝置上播放出來。  

基於這些多媒體應用，IEEE802.11的傳輸速率仍有極大的改善空間，不足的頻寬將造成消費者使用上的不便利性，因此，UWB(Ultra Wide Band)就是誕生在此一環境背景之下的技術，由於大幅度降低發射功率，初期標準的通訊範圍侷限在10m內，不過其傳輸速率卻高達480Mbps，非常符合多媒體傳輸的資料量需求。不同於其他無線傳輸技術的是UWB並非界定於無線局域網(WLAN)及無線廣域網(WWAN)，而是適用於無線家庭局域網 (WPAN)，簡而言之，其就是為數位家庭而量身訂做的一套標準及技術，雖然這項技術已在軍方系統中存在了十幾年(表1)。  

目前IEEE802.15委員會正在制訂UWB標準，已經提出的規格方案有2個，一個是由Motorola與XtremeSpectrum(已被 Motorola所收購)等提倡的「DS-SS方式」，另一個是由Intel和TI等所組成的MBOA聯盟提出的「多頻帶(Multiband)OFDM 方式」。其中，多頻帶OFDM方式似乎受到了較多業者的支持，已經有60多家業者加入了MBOA聯盟。在2004年春季Intel資訊技術峰會(IDF) 上，Intel推出了基於UWB無線技術的通用平臺的開發計劃，將UWB加入DHWG(Digital Home Working Group)架構中圖2。另外，在2004年國際固體電路大會(ISSCC 2004)上，Motorola也介紹了其UWB晶片組「Trinity」的第二代產品。該產品的高資料傳輸速度可達114Mbps，最大耗電量僅為 200mW，並已被Toshiba和Samsung採用於Sample機中。  

在ABI的《關於UWB的預測和潛在市場應用的報告》中指出，2007年全球配備UWB的電子設備和晶片的生產量將達到4510萬組圖3，當年所能創造出來的收益將達到13.9億美元。最樂觀預測是UWB將會成為消費電子產品產業中的獨斷技術。今後幾年資料、視頻和音頻的無線傳輸概念是網路資訊技術的核心，無線網路與有線網路相比成本相對低廉，隨著新技術產品晶片價格的下跌，以及消費者對無線網路的期待心理因素之下，無線通訊網路的潛力不容忽視。  

Ethernet的基礎規模效益仍在  

Ethernet為非常成熟的有線區域網路標準，技術演化從3Mbps(pre-Ethernet)、10M bps(IEEE802.3標準)、100Mbps(Fast Ethernet)、1Gbps(Gigabit)一直到10G的乙太網路，它擁有低成本、超高傳輸率的特點，但也有必須佈線的缺點，目前是全球家庭網路市佔率最高的標準，台灣至2003年底止，家庭中利用乙太網路上網的比例仍超過七成以上，只有接近一個百分點的家庭是使用WLAN技術上網。另外，根據NPD的調查，全美建置有家庭網路的家庭中，有58%的家庭網路型態為Ethernet，不過在另一份關於有計劃導入家庭網路的用戶調查中，有40%的用戶計劃導入WiFi，但只有21%的人願意使用Ethernet。這樣的結果也顯示，雖然未來幾年內Ethernet仍是家庭網路傳輸的要角，但隨著無線傳輸技術或其他具競爭性的傳輸技術愈趨成熟，Ethernet在家庭網路中的建置，將逐漸出現被取代的危機。  

多傳輸技術並行的未來家庭網路架構  

若將傳輸技術以距離來給予簡單區分，未來中短距離仍以無線傳輸技術較具備優勢，其中幾乎所有的移動產品應用需求皆可以滿足，中長距離範圍則是有線傳輸技術的優勢所在，應用產品方面則集中在PC類資訊產品及大型家電產品等，無線與有線傳輸技術在許多方面皆具備了相對優勢，但並無絕對優勢，因此各個傳輸技術都有其發展空間，僅能就特性相近技術中做選擇，如同中短距離無線傳輸中，IrDA、Bluetooth、Home RF、Zigbee、IEEE802.11與UWB等在未來家庭網路中，以UWB最有機會脫穎而出。  

不論是從日本家電業者主導的Echonet標準，抑或是Intel等IT業者主導的DHWG數位家庭架構，可以發現一個共通點，那就是未來的數位家庭中多技術平台的建構將十分的重要，因為各傳輸技術都有其優缺點，單一技術並無法完全滿足各種應用需求而擁有取代效果，所以未來的數位家庭中，有可能建構出原資訊產品端利用乙太網路上網，家電類產品則選擇電力線上網的型態來做簡單的資料查核與控制。  

最後最貼近人們的消費性電子產品，則因使用便利性及多媒體傳輸需求而採用IEEE802.11或UWB等無線區域或家庭網路連網。