針對物聯網裝置低功耗、長距離傳輸，以及僅須少量數據流量等應用特性，Wi-Fi聯盟正積極力推運作於1GHz以下低頻段的802.11ah，及運作於60GHz極高頻段的802.11ad等新標準，期進一步擴大市場應用版圖。
Wi-Fi技術發展向來以2.4GHz以及5GHz兩個非授權頻段進行訊號傳輸為主，近來因應不同應用市場的需求，分別往1GHz以下低頻及60GHz的極高頻拓展，本文分析Wi-Fi產業在新的高低頻段目前之發展現況，並探討Wi-Fi技術面臨的發展挑戰及機會，供廠商布局參考。
支援IoT應用 Wi-Fi聯盟發展802.11ah
雖然Wi-Fi技術在聯網裝置的普及率極高，Wi-Fi聯盟(Wi-Fi Alliance)宣布至2016年已擁有超過一百二十億台的Wi-Fi產品出貨量，年底預計將繼續成長至超過一百五十億台。
然當前Wi-Fi主流標準802.11ac及802.11n在功耗及傳輸距離的表現，尚未符合物聯網網路架構中，裝置需要功耗低、傳輸距離長、僅須少量數據流量的特性，尤其在面對物聯網環境中大量感測節點的維護問題，以及如何將感測數據回傳分析處理，Wi-Fi本身須要發展可支援長時電池壽命和長程傳輸距離的應用。
緣此，IEEE在Wi-Fi技術發展藍圖上規劃802.11ah標準，採用1GHz以下低頻頻段，用來實現低功耗、長距離無線網路連結，標準預計於2016年7月完成制定。
Wi-Fi聯盟已於2016年1月在美國舉辦的CES展會上將802.11ah標準正式命名為「HaLow」，宣布利用900MHz非授權頻段推動遠距、低傳速、低功耗之方案，傳輸距離延伸至現行運作於2.4GHz頻段之Wi-Fi標準的兩倍，預計2018年將啟動產品認證程序。
Wi-Fi陣營在將可用頻段拓展至900MHz後，預計將符合感測器、可穿戴裝置等應用所需的低功率連結，每個無線接入點能支援數千台設備，有助於滿足密集型部署的需求，擴大Wi-Fi技術應用範圍從小型、電池供電的設備到大型工業設施，進一步深入家庭、汽車、醫療、安全及工業等領域中。
802.11ah面臨新興LPWAN技術威脅
Wi-Fi技術因應物聯網應用而跨足1GHz以下頻段發展，除了要面對既有技術如採用802.15.4標準的ZigBee、Z-wave競爭，另有不少國際大廠自行提出各種低功耗廣域網路(Low Power Wide Area Network, LPWAN)技術方案如LoRa、Weightless、Sigfox等，已掀起物聯網通訊網路技術標準爭奪戰局(圖1)。
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| 圖1 物聯網無線傳輸技術 |
LPWAN技術為近期備受關注的新興技術，與Wi-Fi技術相同，運行於未授權頻段，所需功耗極低，僅約0.25∼1W，感測器在有電池支持下可運作十年以上，加上動輒數公里的傳輸距離，且各主導廠商動作積極，包括Weightless及LoRa分別於2015年5月及6月正式提出1.0版技術文件，LoRa及Sigfox已有能源監控、環境偵測及智慧電網等商用化案例，反觀802.11ah的推出時程及傳輸距離，LPWAN技術可能為Wi-Fi在低功耗、長距離、低傳速版圖的發展帶來威脅。
藉助60GHz頻段 11ad實現超高速P2P傳輸
在802.11ah之外，IEEE與Wi-Fi聯盟另往高頻段開闢新頻段，已經正式納入Wi-Fi標準的802.11ad，又稱為WiGig，利用60GHz超高頻段進行資料傳輸，實現Gbit/s等級的資料傳輸應用，其理論傳輸速率可達6.7Gbit/s，傳輸距離約為10公尺。
IEEE利用802.11ad補足過往Wi-Fi標準無法達到的無線對接與影音串流，將近7Gbit/s的傳輸速率預計可被用來支援高速檔案傳輸，並能將PC、筆電、平板或智慧型手機等終端裝置的操作畫面，即時無線串流到顯示器播放。
領導晶片商中最積極推動802.11ad技術的為高通(Qualcomm)，其QCA9500晶片組可在2.4GHz、5GHz及60GHz頻段切換使用，2016年CES展上也見到數家廠商，發表多款業界首批配備Qualcomm 802.11ad解決方案的三頻商用產品，包括TP-Link路由器、樂視智慧型手機，以及Acer與ASUS分別針對商用、遊戲族群推出的筆記型電腦。
另一方面，不同晶片商之間也將彼此的802.11ad產品進行互連試驗，如Qualcomm與英特爾(Intel)的產品，已完成在多種情境及案例下實現點對點、資料上傳下載及影音串流的互連成功，藉由營造示範效果，引領硬體製造商將802.11ad納入更多商用產品中。
11ad產品2016年將起 可見光通訊緊追在後
802.11ad運用60GHz頻段達成高速傳輸，但高頻的穿透性差，造成運用上有諸多限制，包含不易穿牆、不易長距離傳輸等，局限802.11ad傳輸距離於同一空間內，應用的廣泛性也受到影響。
廠商除了持續尋求技術突破，另一方面接受限制，選擇能突顯802.11ad高容量、低延遲、高密度等技術特性的應用情境來推行商業化運用，新興應用方向包括辦公室、家庭及公共場合如機場、旅館大廳等，大致上為存在多裝置連線需求或高畫質影音需求，且沒有太多障礙物阻隔的單一空間。
目前晶片領導業者Qualcomm積極投入802.11ad晶片推廣，與之合作的硬體設備廠商也針對特殊應用族群開發出筆電、路由器等產品，另方面也與Intel聯手解決晶片互通性問題，有助於商用化進展。
另一個與802.11ad應用條件相似，訊號同樣容易受障礙物阻隔的傳輸技術為可見光通訊(Visible Light Communication, VLC)。可見光通訊以可見光做為資料傳輸媒介，發光頻段不需頻譜授權，於燈具加裝可見光通訊模組即可提供上網，以白光LED為例，現行技術發展至理論傳輸速率達1Gbit/s和5公尺距離。
目前觀察到採用可見光通訊解決方案的案例，主要為零售業者用來做賣場室內定位及折扣發送，但由於只要有光的地方就能通訊，潛在應用市場於室內可做為無線AP，用於居家、辦公室、機場及會議廳等場合，與802.11ad應用範圍及功能重疊，而近期傳出智慧型手機龍頭廠商之作業系統疑似納入該通訊技術，未來尚待觀察可見光通訊之發展腳步，是否會對802.11ad在利基市場上產生競爭關係。
Wi-Fi高低頻技術商用時程待加快
Wi-Fi技術在高低頻的發展無疑是對現有Wi-Fi技術產生補充作用，往1GHz以下頻段發展的802.11ah，增加低功率解決方案，將使Wi-Fi能夠在IoT領域發揮作用；往60GHz高頻發展的802.11ad，提供Gbit等級的傳輸速率，將能滿足數位家庭即時、無縫的大量傳輸高畫質影音資料。
然而802.11ah商用化時程未定，初步規格也沒有太大優勢，未來機會難以評估；802.11ad雖已完成標準制定，然其傳輸限制或許會導致發展受限於特殊應用情境，市場接受度與規模仍有待觀察。
雖然Wi-Fi技術在高低頻段發展尚有待克服的課題與挑戰，同時面臨新興無線傳輸技術的威脅，但LPWAN、可見光通訊等技術尚待確立生態系統及驗證商業推廣模式，相較之下Wi-Fi已是手機、PC裝置中基本的通訊技術，現有龐大安裝基礎及滲透率支撐Wi-Fi未來的發展，Wi-Fi產品在2.4GHz、5GHz之外，有機會朝向整合60GHz或900MHz，朝三頻(Tri-band)或多頻(Multi-band)前進。
IoT標準選項眾多 台廠應及早布局新技術
目前台灣廠商在全球WLAN供應鏈中，主要為承接歐美OEM/ODM訂單，進行Wi-Fi模組或者終端裝置的代工，其中包括智慧型手機、平板、NB/PC及Wi-Fi路由器、閘道器等主流產品。
這些Wi-Fi的半成品與終端裝置仍擁有龐大市場基礎，儘管毛利持續有降低的壓力，但台廠有規模經濟以及客戶關係的優勢，並逐漸發展出新模組與高階產品，應用於新興市場，龐大營收挹注動能仍需牢牢掌握，因此跟隨客戶端與晶片端大廠腳步，開發並推出Wave 2 11ac甚至導入11ad的Tri-band方案的腳步仍須
持續進行，把握未來一波波的換機需求。
然目前IoT方案從技術與服務面以及背後的雲端與數據分析架構都正在改變甚至顛覆整個IT與CT產業，從技術切入的選項觀察，在802.11ah仍未有明確時間表 、NB-IoT標準即將宣布、LoRa與Sigfox已獲得明顯布建實績下，台灣業者須妥善規畫IoT產品在技術選用與開發的主題與步調。
IoT的發展在各垂直市場仍多由服務提供者主導，跨界的使用情境與商業模式具高度差異性，難以讓單一技術一體適用，因此能以更彈性思維，提供數種技術選項與支援方案，及早與主導業者展開合作，有利IoT業務之進展。
(本文作者為資策會MIC產業分析師)