網路,顧名思義,就是為了傳輸龐大的數據資料,線連著線織成的網,所建造的密密麻麻的路。由於無線與行動技術的出現,傳統的網路型態已經被顛覆,帶給使用者全新的使用情境與自由度;而又隨著無線接取與天線技術的多元化,更使得網路服務營運商在布建上增加多種選擇,依不同的電波穿透特性,即便是因為地形環境或營造條件而無法觸及的地區,皆可輕易地與骨幹網路連接。
網路,顧名思義,就是為了傳輸龐大的數據資料,線連著線織成的網,所建造的密密麻麻的路。由於無線與行動技術的出現,傳統的網路型態已經被顛覆,帶給使用者全新的使用情境與自由度;而又隨著無線接取與天線技術的多元化,更使得網路服務營運商在布建上增加多種選擇,依不同的電波穿透特性,即便是因為地形環境或營造條件而無法觸及的地區,皆可輕易地與骨幹網路連接。
此刻在世界上的許多角落,都有專家團體正進行無線網路規格的制定,但一般皆尊重兩個主流標準:歐規與美規。歐規由ETSI組織所統籌,而美規則是由業者共同經營或是IEEE統合(圖1)。早期的技術多半屬於都會型網路(Metropolitan Area Network, MAN)層級,以區域多點分散式服務系統(Local Multipoint Distribution Service, LMDS)、多點多頻道分配系統(Multichannel Multipoint Distribution Service, MMDS)等固定無線技術最為廣為使用,但因為有直線通訊(Line of Sight, LOS)的技術限制,使得應用領域一直有所局限;直到近期,IEEE 802.16a標準與相關技術出現了之後,直線通訊的問題得到了解決,單點對單點(Point-to-Point, P-P)及單點對多點(Point-to-Multipoints, P-MP)甚至網狀(Mesh)架構服務模式等通訊模式也都獲得充分支援,更獲得高覆蓋率的高速資料傳輸。
IEEE 802.16系列的技術已漸漸受到各界的注目,新的應用服務模式也不斷地被討論。在2004年6月,IEEE融合802.16、802.16a以及802.16c等標準,並配合相關修訂補強,頒布IEEE 802.16-2004標準,同時獲得WiMAX論壇選定為固定式寬頻無線接取系統的遵循依據,正式成為全球通訊業界認可的WiMAX標準,各大廠紛紛投入WiMAX技術與產品的研發,一時間頗有欣欣向榮之勢。
WiMAX是一種在微波和毫米波頻段的無線都會型網路(MAN)技術,因其高覆蓋率與高傳輸速率的特性,可做為將802.11(WiFi)無線接取熱點(Hot Spot)連接到網路的媒介,是企業與住家等環境實現最後一哩(Last Mile)的無線寬頻接取媒介,因此被視為Cable和DSL的無線擴展技術。如今再藉由IEEE 802.16e標準的底定,WiMAX將更能支援移動性(Mobility)的無線寬頻傳輸功能,頗有與第三代行動通訊(3G)一爭短長的氣氛,目前已是眾多研究機構、廠商與消費者所持續關注的焦點。
2005年9月12~15日於台北圓山飯店舉行的IEEE 802.16會議上,802.16e標準的草案已經通過;而後又在同年的12月7日於IEEE標準協會上投票正式通過802.16e標準,並將正式名稱定為802.16-2005(表1)。這眾所矚目的IEEE 802.16-2005將主導未來無線行動寬頻重要技術發展,更宣告無線寬頻技術由過去固定式802.16-2004標準,更上一層樓地邁入具有高速移動性的無線行動寬頻技術。
802.16 2005除具備高頻寬與廣覆蓋率的特性外,在行動性上提出了相當程度的改進,故未來當802.16 2005規格制訂完成並且將晶片整合至手持或行動設備商品化後,WiMAX將由目前固定式或是取代最後一哩的應用中解放,而成為各種不同的行動應用解決方案。接下來將提出目前幾類由WiMAX論壇所提出的可能無線應用類型與發展遠景。
WiMAX成為公眾應用好幫手
首先,802.16-2005的潛在行動無線應用將發生在公眾領域類,包括醫療救護、災難急助與外勤執法3大類應用服務類別(圖2)。
目前在一般醫療習慣與醫事法規定下,傷患到達醫療院所之前,僅能從事少量的醫護行為,而許多寶貴的生命即在這稍縱即逝的機會中錯過。未來若能配合法律規定與標準的醫療作業程序,透過改裝或特製具備網路通訊能力的救護車,將遠端病患影像與醫院診療端的即時影像與音訊連結在一起,即可開始醫療。
為達到提供遠端即時診斷或指示的緊急醫療服務(Emergency Medical Service),首先這台救護車必須具備網通通訊功能,能夠將遠端以數位相機或是數位攝影機的畫面傳輸給另一端的醫療專家,同時必須提供兩端語音通訊服務,讓雙方能夠針對現場狀況交換重要訊息,而802.16-2005的行動能力更能讓遠在醫院的專家隨時掌握病患的第一手狀況(圖3)。
而無論是災害發生當時的規模回報、資源分配,或是災後重建的醫療支援、食物分配等行為,都須針對不同情境給予適切的安排。透過802.16-2005網路的行動性與高覆蓋率,搭載具備影音即時傳輸能力的救災設備,能夠大幅度加強災難資訊傳輸的能力。而搭載802.16-2005設備的救災指揮車,更可以提供其網路涵蓋範圍內連網設備的影音資訊傳輸服務,成為遠端的行動指揮中心,更能提供救災活動的效率與人員指揮彈性(圖4)。
至於外勤服務則可提供值勤員警在外值勤時,擷取諸如全國犯罪資訊網、贓車資料庫等圖文資訊,或是允許員警在趕赴犯罪地點的途中取得現場的相關資訊,不僅可增強員警執法的判斷力,並能提供調度中心判斷犯罪現場人力調配是否適宜等情報(圖5)。
多媒體應用趨向行動化
802.16-2005的行動應用服務除了應用於公眾領域之外,也可應用於為增加企業內管理效率或是提供一般人民使用的商業服務類,包括行動新聞採集與無線主題樂園等兩大類應用。
行動多媒體服務搭配802.16-2005的行動採訪車,結合寬頻無線網路之廣覆蓋率與高頻寬與高行動力之特性,以寬頻無線網路將現場即時數位畫面傳送至製播中心,可望提供類似目前極為普及但昂貴的SNG車之即時新聞影像傳輸平台(圖6)。未來假若內建802.16-2005無線通訊的筆記型電腦普及之後,甚至可以形成每個人都是特派員,以及每個網站都是多媒體影音新聞台的情境。
遊樂園中常常須將許多多媒體資訊傳遞給遊園顧客或是管理人員,而今常面臨如何在不破壞既有園區景觀的限制下,增添網路設備的困擾。未來802.16 2005在遊樂園的應用除了內部管理資訊流通之外,尚可提供交通運輸資訊(Transportation Information)、安全性資訊(Safety&Security)及廣告娛樂資訊(Advertising/Info/Entertainment)3種。
消費者在園區遊覽時,常常面臨等待交通車的不耐煩。未來可以透過802.16-2005之寬頻無線網路,提供電車到班資訊或園區旅遊、當日特殊活動的排程。而遊樂園區大多幅原廣闊,可透過架設具備網路傳輸能力的攝影與感測設備,以偵測園區內的氣候變化、安全狀態、門禁狀態等監視,達到安全園區之保障。
此外,透過連結802.16-2005的手持多媒體裝置,可提供遊客依照所在地與時間基礎的影音訊息服務,並可將預定熱門遊樂設備的快速通行(Fast Pass)服務行動化,增加園區內的客戶流動效率(圖7)。
WiMAX行動世界仍未成熟
除了本文所拋出的部分應用情境之外,WiMAX802.16e對消費者的最大意義來自將目前固定式的802.16-2004寬頻網路解放至行動化的應用領域未來。這意味著目前許多在網際網路上的應用,將來皆有可能在戶外、行動中毫無障礙地使用。
而要到達這個境界,除了802.16-2005技術本身發展的完備程度以外,還須搭配有關單位對於802.16-2005未來所使用的頻譜與營運執照開放的規畫與實施,才能將這些想像逐一實現。在國內廠商持續投入成本進行技術研發的當下,還望掌管頻譜執照發放的權責機關儘速對此相關議題達成共識,帶領我們早日走向行動寬頻的未來。