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针对消费电子以及专业视听应用,已经有几十种无线技术。这些技术可以根据高速、低速、短距离、长距离、网络性能、安全性、成本、低功率等属性,以及这些属性的组合,来进行划分。但它们主要都在不同的频谱空间上进行竞争,Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等,使用无牌照的2.4GHz。在大多数情况下,由于技术是在能够让它们工作的标准内进行创新,所以共存是可能的。但是随着竞争的加剧,就需要更高的速度和更少的干扰,现在的趋势就是向着更高的频率发展。最明显的例子就是Wi-Fi正向5GHz频段转移。而有一些应用已经开始迈向60GHz频段。成熟的半导体技术已经能够提供实用的、可负担的收发器芯片,曾经的不毛之地——60GHz频段,也即将被成千上万的设备占用。
在60GHz频段有两个竞争的标准——Wireless HD和IEEE 802.11 ad(又被成为WiGig)。它们能够在短距离传输无压缩的高清流媒体视频,帮助产品无线连接HDTV、机顶盒、DVR、游戏机和其他视频设备。优势
在大多数国家,60GHz的频谱是无牌照的,可以用于各种各样的无线应用。由于带宽极高,它也是传送高速数字数据的理想选择。在基本的双相移相键控和四相移相键控调制下可轻松实现超过1Gbit/s的数据速率。在更高层级的调制方案中可实现超过25 Gbits/s的数据速率。这使得这种频段成为无线传送高清视频的首选,因为尽管高清视频现在可以通过无线方式传送,但多数都要使用H.264进行压缩。
一些Wi-Fi 802.11n和802.11ac性能已经被添加到电视机和其他产品中用于视频流媒体传输。大部分无线传输应用都使用压缩的视频。而视频现在要在2.4GHZ和5GHz频段争抢空间,干扰必然会发生。许多消费电子制造商已经致力于能够提供更多频谱空间的60GHz技术,它能够以更高的速率在无干扰的环境中传送非压缩视频。
60GHz芯片制造商Wilocity指出,该技术的关键优势在于其速率甩开其他大部分应用几条街:
在笔记本电脑间传输1,000张照片只需5秒(802.11n需要1.5分钟)
下载一部1080p电影到平板电脑只需3分钟(802.11n通常需要1小时)
从摄像机上传一个2分钟的HD视频只需3秒(802.11n通常需要1分钟)挑战
尽管60GHz技术前景光明,但是也有一些缺点抵消了这些优势。首先,其传输范围非常短,而且有物理限制。
波长越短,衰减越大且距离越短。虽然通常可以通过更高的发射功率,以及接受和发射天线功率来弥补。然而,其距离还是要比更低频率上的其它技术更短。
几英尺的射程是典型的目标,最大距离大概可以达到10米。自适应波束是延长距离的另一个技术,并可通过极高增益定向天线改善链接可靠性。衰减同样也会因H20的吸收而加重。大气中的水(主要是氧分子)会吸收无线电波,因为信号波长和氧分子大小相近。这种吸收效应的峰值就在60GHz,长远来看这是个很现实的问题。不过对于小于10米的范围来说,这算不上一个限制。在任何案例里,即使短距离是一个限制,但它同样也有好的一面,即附近设备基本上不会互相干扰。这将允许频率复用,以及多种标准在没有干扰情况下的轻松共存。
WireIessHD
WireIessHD是来自WirelessHD联盟的标准。使用60GHz频段,但是并不兼容Wi-Fi。事实上,它从一开始就被设计为一个视频传输方式,而不是不对视频进行优化的现有Wi-Fi那样的技术。它支持1080p@60 Hz视频格式,还支持画中画和单信号到多个显示器。
在音频方面,支持包括两通道1 92 kHz;线性脉冲编码调制(LPCM);24-bit 5.1通道,96-kHz多通道LPCM音频:以及24-bit 13.1通道,192-kHz压缩的杜比TrueHD or DTS-HD音频。
高带宽是WireIessHD的一张王牌,该标准可以达到10-28 Gbit/s范围的速率,许可现有的非压缩HD视频以及多通道音频和数据的传输。采用了带自适应波束成形的正交频分复用技术(OFDM)。传输距离最远可达10米。此外,WireIessHD提供数字传输内容保护(DTCP)兼容,能够保护高价值的数字电影、电视节目和音频,防止未授权的干扰和拷贝。它还支持与HDMI有关的内容保护规范HDCP 2.0。其目标应用包括HDTV电视(包括3D电视)、蓝光播放机、机顶盒、游戏机和其他视频配件。
由于无需压缩,相比UWB等其他无线技术,WireIessHD可以提供更高的分比率,而且延迟更小且成本更低。
IEEE 802.11 ad(WiGig)
lEEE 802.11是针对无线局域网的标准,已经有若干版本,包括11b、11a、11q、11n、11ac,其中11b/q,n标准运行于2.4GHz频段。11a/ac/n标准运行于5GHz频段,11ad标准瞄准60Hz频段。它们全部都共享一个类似的媒体访问控制(MAC)层,以实现互操作性。IEEE 802.11ad工作组开发了11ad标准,它在2010年被全面批准,芯片由WiIocity公司提供。
11ad标准将60 GHz频段划分为4个2.16GHz宽的通道。使用OFDM在不同调制方案中,数据速率最高可达到7Gbits/。还有一个单通道版本用于低功率运行,可以提供4.6Gbits/s的速率。
11ad标准同样规定了自适应波束成形选项,可以提供高天线增益和狭窄的方向性,以优化数据速率和连接可靠性。作为一个三频段Wi-Fi芯片,能够实现从一个标准到其他任意一个Wi-Fi频段(2.4、5或60 GHz)的无缝切换。该模块的目标是笔记本和消费电子设备。一个采用WiIocity 60GHz发送器芯片的三波段Wi—Fi模块,可以实现802.11ad/WiGig标准与来自高通Atheros的双波段2.4/5-GHz 802.11 n芯片结合。
其他竞争技术
其他非毫米波技术同样在争夺无线视频流媒体市场,它们大部分使用压缩的视频传输方式,包括UItra Wideband(UWB)、WHDI以及802.11 n和802.11 ac Wi-Fi。
UWB是一种宽频无线技术,基于由WiMedia联盟创建的标准。它在没有牌照的3.1-10.6 GHz使用OFDM技术。提供数据速率从53.3到480 Mbits,s,但是距离非常短,在更高速度时不超过10英尺。UWB流媒体传输经压缩的视频,并为视频监视器提供一个无线链接。它已经存在超过10年了,但到现在似乎还没有达到最初的目标。Alereon公司仍在向这一市场提供芯片。最近的开发有望把数据速率提升到1Gbit/s,让UWB可以作为某些应用中的可行选项。
Wireless Home DigitalInterface(WHDI)标准是由Amimon公司开发的专有规范。使用5GHz无牌照的频段和一个4×5的多输入多输出(MIM0)阵列,在40-MHz通道可以提供1.5 Gbits/s速率。其传输距离有望超过100英尺,同时还可以通过墙壁,使其在家庭应用中显得很强大。它可以作为一个无线HDMI连接,支持HDMI 1.4a规格的3D格式。同是无线传输技术,从各个角度来看,WHDl技术都是目前较为成熟的,传送速率高,而且无需驱动兼容性非常好,指定了高清视频传输,以及音频和控制。全面WHDI控制协议将使用户能够集中控制从家庭中的所有A/V设备,传输几乎没有延迟。
无线流媒体技术不断发展。一些产品已经使用了802.11n、WirelessHD、WHDI和UWB等多种技术。不同的技术针对不同环境各有其优势。由于信号很难在60GHz频段穿过墙壁,所以这类技术对于不能被黑客窃听的演示非常有吸引力。短距离还能使相邻房间的系统使用同样的通道而没有干扰风险。WiGig在ITN域也很有前景,戴尔已经在一些产品中搭载了WiGig,而高通还收购了一个WiGig制造商。业内人士称,数以亿计搭载WiGig的智能设备、笔记本电脑和外设将在2016年涌向市场。