自1998年首度問世的藍牙技術，儘管歷經多次上下震盪，市場接受度如洗三溫暖般忽冷忽熱，然在藍牙技術聯盟(Bluetooth SIG)多方奔走下，終於在2006年達到出貨十億支的里程碑，並順利進駐智慧型手機(Smart Phone)，成為基本配備，進而陸續延伸多款藍牙耳機產品。
回顧藍牙(Bluetooth)過去10年來的發展歷程，除了好事多磨之外，很難找到更好的形容詞。在辛苦推廣8年後，全球藍牙市場的出貨量終於達到十億大關，眼看市場就要有一番不一樣的氣象，卻因2007年推出V2.1版+強化傳輸速率(Enhance Date Rate, EDR)後踢到鐵板，也進而影響該聯盟在下一代規格演進的規畫。但即便如此，藍牙技術聯盟與產業生態體系中的廠商仍看好未來低功耗藍牙與高速藍牙的發展前景而大力投入。
藍牙新規格受阻 未來商機待引爆
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| 圖1 藍牙技術聯盟大中華區技術行銷經理呂榮良指出，藍牙技術同時看重低功耗與高速傳輸領域，希望能夠在個人與家庭應用上獲得更多支持。 |
藍牙技術聯盟大中華區技術行銷經理呂榮良(圖1)指出，就該聯盟的立場來說，藍牙技術聯盟一向以提升藍牙技術規格、提升會員產品附加價值為首要目標。不過，在V2.1+EDR推出以後，由於業界普遍認為與V2.0差異不大，又加上對V2.1+EDR的安全性有所疑慮，因此近期採用V2.1+EDR之產品相當有限，甚至在原先無往不利的手機市場，都僅獲得少量支持。
呂榮良強調，V2.1+EDR除了較前版安全外，在配對(Pairing)機制上也較為簡便，同時也支援近距離無線通訊(NFC)技術，在在都可讓手機或其他個人無線裝置加分、提升附加價值。
此外，除了持續在V2.1+EDR領域進行推廣外，藍牙技術聯盟也同時兵分二路，加強業界對高速與低功耗領域的認識。如藍牙陸續推出Bluetooth High Speed與Bluetooth Low Energy(BLE)就是顯例。呂榮良說，藍牙技術聯盟期望能在10～100公尺內提供滿足用戶低成本、高頻寬與低功耗的解決方案，並持續針對抗干擾性進行強化。
看好低功耗市場，呂榮良預期，在BLE問世後1年，將有20%手機搭載相關技術，並可結合手機、手錶進軍運動、健身、醫療等領域(圖2)。
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資料來源：藍牙技術聯盟
圖2 低功耗藍牙之應用領域 |
呂榮良解釋，隨著手機與個人日常生活愈加連結，可提供的各式應用服務也更加多元。舉例來說，使用者可在手機或手錶上搭載BLE，並進而為使用者記錄心跳、卡路里、步伐等數據。
除了低功耗領域以外，藍牙技術聯盟同樣在高速傳輸議題上多所著墨。呂榮良說，該聯盟希望未來使用者可以透過高速藍牙技術進行音樂、照片與影像傳輸，並藉此正式進軍家庭娛樂市場。
呂榮良透露，未來該聯盟將持續投入心力整合超寬頻(UWB)與無線區域網路(WLAN)標準IEEE 802.11，期望能在傳輸距離、速率上有所互補。不過，尷尬的是，近期陸續傳出UWB業者營運不佳等消息，相關規格也無限期延後。在此情境下，UWB似乎前景堪虞，藍牙技術聯盟又要如何與UWB緊密合作，也仍考驗相關業者的智慧。
次世代藍牙量測挑戰不可輕忽
在藍牙量測領域長期布局的量測儀器供應商安立知(Anritsu)，對新一代低功耗藍牙與高速藍牙量測的興趣也相當濃厚，甚至在規格尚未完全底定前就已經備妥相關量測方案，顯示其對於藍牙量測市場的企圖心。
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| 圖3 安立知微波量測事業群亞太區技術經理林群指出，低功耗藍牙與高速藍牙的出現，將給量測驗證工作帶來許多新的挑戰。 |
安立知微波量測事業群亞太區技術經理林群(圖3)表示，低功耗藍牙雖然有沿用自標準藍牙的部分，但為了將功耗降低到可靠著水銀鈕扣電池運作半年以上的水準，低功耗藍牙所採用的射頻技術仍有許多與原有標準大相逕庭之處。首先，低功耗藍牙的射頻架構力求簡單，且不像標準藍牙必須定時向外界宣告自己的存在，僅在必要時發射射頻訊號。因此，對採用低功耗藍牙的系統裝置而言，其藍牙射頻元件在絕大多數的情況下都是關閉的。此外，低功耗藍牙的頻道數僅四十個(標準藍牙為七十九個)，其中三個頻道為廣告頻道(Advertising Channel)，其他三十七個頻道則為資料頻道，且低功耗藍牙只有一種封包類型。這些機制的設計，亦為低功耗藍牙得以將功耗壓低到標準藍牙十分之一的關鍵。
就量測項目而言，低功耗藍牙的量測重點有五項，分別是發射器端的輸出功率、調變特性、初始採波頻率偏置與漂移以及接收器端的接收靈敏度與最大輸入訊號等級。這些量測項目對標準藍牙產品的開發者而言並不陌生，但在實際量測時，很可能會面臨一些問題。林群指出，低功耗藍牙解決方案可以區分為單模和雙模(標準藍牙/低功耗藍牙)兩類，在雙模藍牙部分，由於這類元件多半與標準藍牙一樣具備主機控制介面(HCI)，因此測試儀可以透過標準化的HCI命令控制晶片進行量測，如安立知的MT8825B藍牙測試儀便具備這種功能，只要使用者設定好腳本(Script)，就可自動完成量測工作。但單模低功耗藍牙的問題相對棘手，因為這類元件可能沒有HCI，或是HCI不對外開放。若工程師遇到這種情況，除了向晶片供應商要求提供測試控制軟體之外，別無他法。
高速藍牙的量測則必須將重點放在藍牙與無線區域網路共存的老問題上。林群透露，雖然業界與藍牙/無線區域網路共存的問題已經奮戰多年，但由於這兩種技術共用2.4GHz頻段，因此只要有一方的射頻發射器啟動，另一方的接受器就一定會飽和(Saturate)，因此在設計同時兼具藍牙與無線區域網路收發功能的系統產品時，一定要先規畫出妥善的分時多工機制。此外，由於藍牙在跳頻過程中仍難免會跳到無線區域網路所使用的頻道，因此在進行產品驗證時，必須特別注意藍牙跳頻的狀況是否符合當初設計時的預期。
個人區域網路單晶片化勢不可當
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| 圖4 劍橋無線半導體台灣分公司業務經理李定翰認為，多功整合是晶片發展的主流趨勢，藍牙也順應此一潮流開始整合越來越多無線通訊功能，並漸漸取代純藍牙解決方案成為市場主流。 |
在晶片技術的發展方面，多功整合一直是主流趨勢，藍牙晶片的發展也不例外。在藍牙晶片市場上擁有領先地位的劍橋無線半導體(CSR)認為，藍牙整合其他無線技術的趨勢已逐漸成熟。因此，未來市場上僅有藍牙連接功能的解決方案將逐漸轉向入門級應用，最後終究會淡出市場。
劍橋無線半導體台灣分公司業務經理李定翰(圖4)指出，事實上2008年的市場上就已經很少看到純粹的藍牙解決方案，即使是入門手機，也多半採用藍牙加上調頻(FM)廣播接收功能的整合型方案，更高階一點的機種則會採用整合調頻廣播、以及支援藍牙立體聲音樂功能的三合一方案。因此，在多功整合的趨勢確立之後，CSR在其第七代解決方案中同時整合了藍牙、強化全球衛星定位系統(eGPS)、調頻廣播收發功能與低功耗藍牙的解決方案，將藍牙解決方案的整合度提升到新的里程碑。
在這些功能中，調頻廣播發射是近年來悄悄崛起的新功能，具備這項功能的手機或可攜式多媒體裝置可以將音樂透過調頻廣播中的射頻資料系統(RDS)廣播分享給附近的其他使用者，又不至於干擾到正常的FM廣播收聽者(因為所使用的頻段不同)。目前市面上已經有超過30款手機具備類似功能，因此CSR決定在新一代藍牙解決方案中將之整合成為單晶片。至於其低功耗藍牙功能，更是業界首款商品化的解決方案，未來可望讓手機等可攜式裝置發展更多應用模式。
李定翰強調，無線通訊技術多功整合成系統單晶片是正在發生的現實，未來還會繼續整合其他無線射頻技術。CSR也已投入UWB、NFC等解決方案的研發，替未來的整合發展預作準備。