WPAN聚合之勢湧現　藍牙廣納多元技術

市場熱度震盪劇烈的藍牙(Bluetooth)，是一種可於2.4GHz工業/科學/醫學(ISM)頻段免執照運行的短距無線傳輸技術。該技術較早於2003年11月問世的1.2版本，速率僅約1Mbit/s，儘管可以進行部分資料傳輸，不過仍無法為用戶所接受，因此普及度有限。隨著技術持續進步，2004年11月藍牙技術聯盟(Bluetooth Special Interest Group, SIG)推出2.0+Enhanced Data Rate (EDR)版本後，速率上看3Mbit/s，也吸引更多終端裝置廠商跳入這塊市場，一同支持這項無線個人區域網路(WPAN)中的明星技術。  

市場經營小有成　藍牙盼成WPAN霸主  

事實上，由於藍牙技術發展迅速，全球具有藍牙裝置的產品在2006年11月總數即已超越十億件，業界更預估2010年將會到達二十億件，成為最普及的通訊技術之一，因此獲得各界一致好評。該聯盟於2007年3月時發表2.1+EDR版本，速率雖同樣為3Mbit/s，但Class 2等級傳輸距離為10公尺，耗電量為1毫瓦，也增加了更省電及更易連接的特性。  

近年來藍牙技術的應用領域愈趨廣泛，除了早期的行動電話、PDA、筆記型電腦、汽車電子外，諸多消費性電子(CE)產品如MP3、掌上型遊戲機、可攜式播放器(PMP)等產品也陸續加入藍牙陣營。  

據工研院產業經濟與資訊服務中心(IEK)統計，我國光是在2006年整體藍牙出貨金額即達新台幣214億元，在前十大通訊產品產值排名第八，這項短距技術在通訊產業的地位日益重要可見一斑。  

隨著全球耳機市場發展迅速，根據市調單位IMS Research的研究顯示，藍牙耳機市場正在不斷地成長，如2005年全球藍牙出貨成長率達127%；預估到2010年，市場規模將達一億八千兩百萬台，產值更超過90億美元(約新台幣2,900億元)。  

也正因為藍牙廣被看好的出貨潛力，藍牙技術聯盟接連發表多項聲明，表示將陸續結合多項短距無線傳輸技術，包括近距離無線傳輸(Near Field Communication, NFC)、超寬頻(Ultra Wideband, UWB)與Wibree等，並計畫於2008年先後推出藍牙結合Wibree與超寬頻之標準，讓藍牙應用從低功耗應用到影像傳輸，都能一舉囊括(表1)。

◎表1　藍牙宣布與其他無線技術整合一覽表
時間	技術
2005年5月	UWB
2005年5月	NFC
2007年6月	Wibree

資料來源：藍牙技術聯盟 圖1　藍牙技術聯盟執行董事麥弗利博士(Michael Foley)說，搭載藍牙技術的產品數量不斷上揚，也讓藍牙技術聯盟積極開拓與其他通訊技術和平共存的商機。

藍牙技術聯盟執行董事Michael Foley(圖1)表示，早期由於部分支援藍牙及無線區域網路(WiFi)的裝置無法同時收發訊息，因而觸發研擬共通性技術的概念。再加上該聯盟中的諸多成員也同時隸屬於多個組織，讓該聯盟決定熱烈擁抱其他無線技術。  

有趣的是，當初藍牙技術的命名，就是看中十世紀時的丹麥國王Harald Blatland，因為一舉統一丹麥和挪威，成為當時的英雄，而被來自挪威的易利信(Ericsson)借用其丹麥文Blatand命名，即為英文的Bluetooth。而Blatand的涵意也頗有統一介面規格，成為世界標準的意味，與近期藍牙技術聯盟的動作相呼應，要成為WPAN霸主的態勢更加明顯。WPAN相關特性如表2。

表2　CWave與其他無線通訊技術之比較

雖成藍牙融合首選　超寬頻卻不買帳  

由於傳輸速率無法超越雙位數，理論值約在3Mbit/s上下，因此藍牙技術聯盟在持續研發自有技術之外，也將腦筋動到其他技術上，如近期大為當紅，可望成為下一代短距寬頻無線網路的傳輸技術超寬頻就是其一。  

PC業力挺超寬頻  

回顧2007年，包括惠普(HP)、英特爾(Intel)、微軟(Microsoft)等個人電腦(PC)相關大廠陸續表態支持超寬頻技術，顯示超寬頻已獲得PC業龍頭們的肯定。舉例來說，惠普就透露，該公司的筆記型電腦(NB)產品將在未來5～10年中內建超寬頻技術，成為推廣超寬頻最大的助力之一。英特爾同樣宣示，其行動平台將在2009年結合六種以上的無線技術，而超寬頻也將是其一。至於微軟(Microsoft)，則由於搭上筆記型電腦的行動風潮，與無線傳輸技術的整合更是勢在必行，因此其最新版作業系統Windows Vista也可望追加支援超寬頻的應用。  

超寬頻會被藍牙看上的原因之一，除了理論值高達480Mbit/s的傳輸速率一直是藍牙技術聯盟垂涎的目標外，超寬頻可輕易與其他消費性電子，如數位相機(DSC)、無線基地台(WAP)、印表機及可攜式多媒體播放器等裝置與個人電腦連結，更成為帶動其在PC市場發展的最大主因。  

事實上，由於超寬頻僅是無線通訊技術的一種，而非通訊標準，因此業界可依超寬頻技術為基礎，發展出各種無線通訊標準，進而實現各種應用。如前文提及在個人電腦業界的應用，就因為USB制定組織決議採用超寬頻技術提案做為未來無線USB(WUSB)的基礎，因此讓超寬頻在PC業界大有可為。  

超寬頻結合藍牙多此一舉？  

不過，儘管藍牙技術聯盟伸出雙手熱烈擁抱超寬頻，超寬頻業者卻不見得領情，甚至表示與藍牙的結合是多此一舉。  

圖2　並非超寬頻業者樂見與藍牙技術的整合，Pulse～Link總裁暨營運長Bruce Watkins就明確表示，該公司找不到任何必須與藍牙技術聯盟合作的動機。

超寬頻晶片業者Pulse～Link總裁暨營運長Bruce Watkins(圖2)即開宗明義表示，該公司並不認同藍牙與超寬頻整合，也不認為可以在未來24個月內看到任何超寬頻與藍牙結合的成果，因此不看好兩者的整合。  

Watkins表示，該公司內部曾進行兩者的技術整合測試，但仍無法從中看到有助於刺激市場或應用的樂觀結果，因此不打算進行任何相關投資。Watkins進一步指出，截至目前為止，藍牙與超寬頻的整合確實吸引不少目光，也掀起陣陣漣漪，更已引起部分業者的躍躍欲試，不過，無論是從技術上或是聯盟間的角力，都還有太多的門檻須要跨越，就算能在一、兩年內看到原型，也不會從中獲益。  

面對超寬頻業者的冷淡回應，有藍牙業者直指，以目前超寬頻在市場的普及度來看，就算PC業者表態力挺，孤軍奮戰的超寬頻若不積極尋找適當的盟友加持，超寬頻的成長速度過慢可能成為壓死駱駝的最後一根稻草。藍牙業者表示，目前尚無法在業界獲利的超寬頻業者，若不選擇與藍牙結合，最終就可能面臨無法生存的危機。  

Watkins不否認，相較於同樣看好數位家庭市場的無線區域網路(WiFi)，超寬頻的成長曲線仍平緩，不過他也強調，無論超寬頻成功與否，與藍牙技術都毫無瓜葛。Watkins指出，超寬頻至今普及率仍低的原因包括首款晶片產品問世未久，且效能未獲用戶肯定，再加上未能以量制價，因此超寬頻至今無法在市面上普及，乃是自身技術與市場不夠成熟所致。  

據悉，該公司已積極進行超寬頻晶片的研發，並基於連續波頻載波(Continuous Waveform Frequency Carrier)及相移調變(Phase Shifting)而研發CWave相關產品，在試行中的效能表現頗為亮眼(表3)。

◎表3　CWave與其他無線通訊技術之比較
技術	無線	有線	確保網路服務品質(QoS)	峰值傳輸率	峰值實際吞吐量
802.11g	○	×	無	54 Mbit/s	22 Mbit/s
802.11n	○	×	部分	200 Mbit/s	< 100 Mbit/s
WiMedia	○	×	部分	480 Mbit/s	< 200 Mbit/s
MoCA	×	○	部分	270 Mbit/s	~ 120 Mbit/s
HPAN V3.0	×	○	部分	240 Mbit/s	~ 100 Mbit/s
HomePlug	×	○	部分	200 Mbit/s	< 100 Mbit/s
CWave	○	○	有	1,012 Mbit/s	> 600 Mbit/s

另外，值得一提的是，由於目前藍牙最普及的應用乃為藍牙手機與耳機，其對傳輸速率的要求並不嚴苛；第二大應用則是包括無線滑鼠、無線鍵盤等個人電腦人機互動裝置(Human Interface Device, HID)，同樣不追求高速傳輸速率。藍牙真正需要大量傳輸速率應用的領域是在檔案傳輸、列印傳輸等，而這塊領域的市場規模在藍牙應用中並不突出。也因此，究竟以無線耳機、無線滑鼠為主要應用的藍牙技術是否需要480Mbit/s的傳輸速率，答案已經呼之欲出。  

應用簡便成優勢　NFC普及度竄升  

2007年3月，藍牙技術聯盟推出了2.1+EDR版本，並特別針對配對流程與省電進行改善，尤在短距離的配對方面，就加入了可於兩個支援藍牙的裝置間互相配對與通訊的NFC。由於NFC立基在短距離的無線射頻辨識技術，以電磁波在1～2公尺的短距離上取代傳統無線電傳輸，因此可為藍牙配對的起始偵測。  

一般認為，NFC的優勢極為顯著：只須將兩個意欲互相連結的消費性電子裝置互相靠近，就會觸發NFC晶片，執行點對點的連結，並進一步執行資料交換與傳輸。值得一提的是，在此同時，該裝置仍可繼續使用其他傳輸技術如WiFi、藍牙等。NFC由於有利於個人資訊之儲存與傳輸，尤其在金融交易上更為簡便，因此近期在消費性電子產品或是行動裝置上已經看到不少業者採用。  

終端應用服務令人驚艷  

圖3　台灣檢驗科技(SGS)通訊實驗室技術經理呂榮良十分看好藍牙與NFC的結合，他更認為在技術與市場成熟之後，NFC加上藍牙不無機會成為行動裝置的殺手級應用。

台灣檢驗科技(SGS)通訊實驗室技術經理暨藍牙品質審核代表呂榮良(圖3)表示，由於NFC傳輸距離短，且搭上人手一支行動電話的熱潮，因此近期多將重點放在NFC與手機的結合。呂榮良相當看好此一契機，他樂觀的說，希望以提供悠遊卡、儲值卡等形式嵌入手機市場的NFC，搭上原本就在手機上占有一席之地的藍牙技術，將是引爆未來商機的一大應用。  

如國內在經濟部的推動之下，早在2004年即進行NFC搭捷運的推行。不過當時由於技術未趨成熟，包括手機製造商與電信業者對這項技術的認識有限，也持觀望態度，讓NFC試行計畫草草落幕。  

此次NFC相關業者在2007年捲土重來，先後由中華電信、台灣大哥大於年初推出NFC手機電子錢包服務，中華電信又於年中時成功拉攏台北智慧卡票證、諾基亞(Nokia)等業者推出具有NFC功能的手機，更一併結合悠遊卡與中華電信門號，讓消費者在搭乘捷運或公車時，可直接利用手機感應扣款；亦能連上中華電信emome網站進行儲值、餘額、交易記錄查詢等。中華電信更計畫在未來推出利用NFC手機繳交停車費、讀取公車到站資訊和商家情報等服務(圖4)。

資料來源：諾基亞 圖4　NFC手機可以在日常生活中獲得極為豐富的應用，不管是購物、搭車或是其他小額交易，都可以用NFC解決。

台灣大哥大與遠傳電信同樣表示已與台北捷運、高雄捷運與其他單位洽談合作，可望在2007年年底前推出其他商業化服務。  

不過，目前由於NFC手機成本過高，支援的手機數量仍少，再加上須要持續進行與周邊設備的測試，才能確保NFC裝置可以被正確的讀取，要見到人手一支NFC手機仍有門檻。目前僅包括明基、諾基亞等少數手機製造商已推出產品(圖5)。  

藍牙/NFC晶片業者不同調  

資料來源：明基 圖5　明基看好NFC手機的發展潛力，率先推出相關產品問世。圖為近期問世的T80。

相較於藍牙或WiFi動輒超過10公尺的傳輸範圍，NFC的無線訊號只能打到周圍8吋(約20公分)，傳輸速率也較低，最大值僅約424kbit/s。然而，其最大特色在於可雙向識別，因此能用於付費、辨識與通訊等多種功能，並吸引恩智浦(NXP)等業者的投入。  

為支援NFC應用，恩智浦早在2005年底就推出Nexperia 9100平台，除了採用應用處理器引擎，提供視訊、影像、音訊和3D遊戲處理功能外，同時搭配多媒體基頻晶片組，可支援GSM850/900/1800/1900四頻、藍牙晶片組、無線網路晶片等。近期恩智浦則規畫推出可擴充行動電視標準DVB-T/H、數位音訊廣播(DAB)、NFC、全球衛星定位系統(GPS)與電視輸出(TV Out)等功能模組，以強化NFC手機之應用。  

儘管NFC逐漸與藍牙靠攏，也有部分藍牙業者不看好。有藍牙晶片業者表示，NFC既然看重付費機制，因此更加適合萬事達(Master)、Visa等組織的投入，該公司對身分辨識技術實在興趣缺缺。這位在藍牙業界占有舉足輕重地位的業者不否認，該公司內部對於是否投入資源在開發NFC技術上產生意見分歧，因此短期內將按兵不動，不會有任何藍牙結合NFC的晶片產品問世。這位人士分析，NFC在技術更接近無線射頻辨識系統(RFID)，因此對於相關技術沒有專業知識(Know-how)的廠商將不會在短期內出現大動作。另有業者直言，「對於無法確認獲利與否的產品與技術，我們沒有興趣。」也為藍牙與NFC的結合產生變數。  

另外，由於NFC技術乃由飛利浦(恩智浦前身)、諾基亞和新力(Sony)所共同創立，恩智浦成為主要、也是唯一的NFC標籤晶片與讀取器晶片供應商，在技術規格開放有限的前提下，其他晶片廠商包括瑞薩(Renesas)、英飛凌(Infineon)及意法半導體(STMicroelectronics)等都審慎評估是否切入NFC晶片市場，也拖緩NFC擴展的腳步。  

搶攻低耗電技術　藍牙/Wibree各取所需  

在先後納入超寬頻NFC以後，藍牙的下一步是整合諾基亞開發出的低耗電無線技術Wibree，以提升產品壽命以及延伸應用領域。Foley預計，兩者將在2008上半年完成初步整合，繼相關技術規格出爐後，6～8個月內即可商品化。  

Wibree乃由諾基亞於2001年開發，並於2006年10月發表的低功耗無線連接標準，使用與藍牙相同的免授權2.4GHz頻段。Wibree的特色並不在於傳輸速度，僅約1Mbit/s的效能並不特別出色；有效傳輸距離也不突出，僅約10公尺；不過Wibree的耗電量極低，理論上來說只要一顆鈕扣型電池就可以使用長達10年。也因為如此，包括醫療、工業等特殊產業特別看好這項超低耗電的無線傳輸技術，也樂觀看待其發展。舉例來說，可在病患體內植入Wibree偵測器，隨時掌握病患的身體狀況，也不會因為須要時時更換電池而影響病患作息。  

雖然由於詳細規格未定，Foley無法針對Wibree納入藍牙後的技術內容發表任何看法，不過由於將採雙模晶片，因此理論上使用者仍可使用藍牙技術傳輸影音，在少量資料傳輸時開啟Wibree。Foley透露，最先採用整合Wibree和藍牙技術的產品，將可能是手錶等毋須充電、只使用鈕扣型電池的裝置。根據了解，Wibree的耗電量約僅有藍牙的10%，若順利整合後將可望讓藍牙的應用領域延伸。  

值得一提的是，目前尚未有晶片廠商推出Wibree產品，因此市場紛紛猜測，Wibree與藍牙技術聯盟的接觸乃是為了全球超過十五億個藍牙裝置出貨的規模；而藍牙從2.0+EDR以後持續看重低功耗技術，因此能與Wibree結合也同樣是水到渠成。目前Wibree與藍牙整合後已改稱超低功耗藍牙(Ultra Low Power, ULP)。  

藍牙朝標準/超寬頻/低功耗發展  

綜觀上述WPAN的技術可知，隨著陸續整合多項技術，藍牙的發展趨勢正式底定，分別是標準藍牙、超寬頻藍牙，以及Wibree超低功耗藍牙，也成為藍牙據以攻城掠地的三大優勢。  

在標準藍牙部分，仍將以最為大眾所知的無線耳機等大宗應用，除了持續提升傳輸速率之外，標準藍牙會將更多重心放在配對的便利性、安全性與低耗電上，能夠將配對裝置全天候開啟而不會有安全與電力上的疑慮。  

至於超寬頻藍牙，則瞄準高頻寬的傳輸應用，以提供影音等多媒體分享。在這項應用中，將以穩定高品質的通訊訊號為主要目標，並可望從個人應用延伸至區域網路，成為家庭、辦公室中的普及通訊技術。  

Wibree超低功耗藍牙則適合在特殊產業，如前文曾提及的醫療、工業產業，就可以透過長壽、低耗電的通訊裝置，為醫療機構或是工業單位提供最新最準確的資訊。  

無論如何，從上述動態可以確認，藍牙技術聯盟持續為了將藍牙推上WPAN霸主在努力，也刺激了更多相關產業的應用與技術發酵，至於成果如何，則有待進一步觀望。