基本介紹
簡介,技術優點,技術障礙,面臨挑戰,
簡介
今天，曾被譽為最有前途的無線技術之一的60GHz“毫米波”技術，已經走出實驗室，進入了真實電子世界中競爭最為激烈的領域之一——數字家庭。直至2013年9月，消費電子六大供應商巨頭成立了WirelessHD小組，旨在對60GHz技術進行規範，此項技術能在客廳中以高達5Gbps的速度傳送未經壓縮的高清視頻數據。
這個由LG、松下、NEC、三星電子、索尼以及東芝公司組成的小組，將在2007年春天發布一個10米範圍連線規範。在可預見的未來，該新興技術必將同已有的1394 FireWire、HDMI、802.11n以及UWB等技術進行競爭。
“現在完全無法預測某種技術是否能夠成功，不過我認為這種預測將來也很難發生。”Farpoint集團分析師Craig Mathias表示，“其實從今年初的消費電子展(CES)上，我們就可以看出一些端倪。”
商界和學術界的研究者們，長期以來一直想實現60GHz所承諾的特性。這個頻段中無需許可即可使用的頻寬高達7GHz，但是真正要實現起來，卻困難重重。幸運的是，WirelessHD小組得到了初創公司SiBeam的支持，該公司由加州大學伯克利分校研究員Bob Brodersen創建，他是CMOS射頻領域的先鋒人物。在未來的發展中，WirelessHD將需要各領域的人才，因為60GHz技術面臨的挑戰從設計、仿真、測試超高速電路，到建立高度準確且適應性強的天線無所不在。
從商業角度來看，傳送未經壓縮的數字高清視頻的計畫面臨著從美國安全局到好萊塢的詳細審查。而且，WirelessHD至今還未敲定商業模式或版稅形式。
技術優點
儘管並不算是家用聯網中體積最小、價格最便宜而且功耗最低的技術，但是頻寬卻是60GHz技術的一張王牌。傳送解析度高達1,920 x 1,080p未經壓縮的高清視頻，且延遲在5到15毫秒之間——這正是WirelessHD小組抓住的價值點。
WirelessHD主席John Marshall表示，如果採用60GHz無線技術而非UWB，電視機、DVD播放器和其它高清傳送設備實際上可以提供更高的解析度，而且延遲更小且成本更低。因為UWB典型的480Mbps頻寬需要對數據包或者廣播視頻信號進行再壓縮，這迫使OEM廠商在他們的系統中安置昂貴的解碼器以及更多的RAM，而且在處理過程中存在視頻內容丟失和延遲增加的現象。
“雖然我不是火眼金睛，但是我卻能分辨出經過2次有損壓縮後的圖像與HDMI未經壓縮的圖像之間的差別。” Marshall調侃道。
儘管Marshall不願透露工作小組的具體工作進展，2013年9月份得知，WirelessHD小組正在為60GHz產品開發一個涵蓋從物理層到套用層各部分的完整規範。該規範針對“主流的點到點”連線，但是它確實還包括一個速度小於100Mbps的反向信道，他表示。
由於最大傳輸範圍只有10米且無法穿透牆壁，所以60MHz無線技術並沒有急切地想成為令人垂涎的整個家庭聯網的後選技術。但是該技術可以橋接到現有的任何家庭網路，儘管規範中並沒有對橋接進行特別規定。
SiBeam公司的Brodersen預測，60GHz無線技術的商用化實現可能需要一年左右的時間。為了適應定向天線列陣，最終面市的產品可能會被封裝在1平方英寸的模組內，功耗為5W或更低，通過有線網路連結時會有少量的額外損耗，他說。
圖2： 剖析家庭視頻聯網五大技術
技術障礙
WirelessHD面臨的最大挑戰可能只是將該技術所承諾的性能加以實現。“在大家所談論的消費電子設備的集成以及成本層面上，之前還沒人像這樣為相控陣列(PA)做過什麼。”Ansoft的業務開發總監Larry Williams指出，“很多公司無法在矽片中實現這個目標。”Ansoft是一家銷售高速設計軟體的公司。
“60GHz頻段技術仍然讓我感到困惑，”Heile說到，“它呈現出一些引人入勝的設計挑戰。不過15年前對於2.4GHz我說過相同的話，如今它已經沒有任何問題。”
現在看來60GHz技術還有不少硬骨頭要啃，而其中一個，就是實現能自適應的定向天線陣列，來適應客廳里的特殊環境。在客廳中，人們可能隨時在電波前走動或者將整個系統到處移動。
“它必須能自動算出發射機和接收機之間的電波最佳傳送途徑，並且在傳輸途徑受阻時進行自適應變化。”SiBeam公司的Brodersen說，“由於天線陣列被置於電視和DVD機中，所以設定方式不能太過複雜。”
SiBeam採用的vanilla COMS工藝，需要新穎的線路設計和算法，以及先進(但往往非常昂貴)的線路仿真、建模和測試工具。
“目前幾乎沒有符合要求的測試設備，所以我們不得不與安捷倫在測試裝置上進行合作。”Brodersen透露，“代工廠提供的建模並不合適”。
然而作為同是無線傳輸技術的WHDI來說，從各個方面來看，WHDI技術都是目前最成熟的，能夠實現高達3Gbps的傳送速率，而且無需驅動兼容性非常好，指定了高清視頻傳輸，以及音頻和控制。全面WHDI控制協定將使用戶能夠集中控制從家庭中的所有A/V設備，傳輸幾乎沒有延遲，用戶不會遇到聲音和視頻異步的問題，也可以利用WHDI連線網路娛樂音頻視頻遊戲。其特點是：無壓縮的視頻傳送、傳送無延遲、解析度高達1080P、支持7.1聲道、100K的回傳信道、支持HDCP2.0技術。而作為AMIMON全球戰略合作夥伴的台灣ZINWEL公司基於WHDI技術，推出了5款採用以色列WHDI技術的無線影音傳輸產品，以其強大的技術核心結合ZINWELL強大的二次開發能力填補了無線高清影音傳輸行業的空白，其產品型號分別為ZWD-1222、ZWD-2422、ZWD-2822、WHD-100，WHD-200這幾款產品性能在全球都是領先的。
ZWD-1222基於WHDI無損壓縮技術核心，全面支持1080P&60Hz無線傳輸；適合小範圍空間內（會議室內、客廳里），建議距離7-10米；發射器小巧，僅8.5*8.2*3.3cm，類似煙盒大小，並採用USB供電設計，移動性好非常適合會議室使用，
ZWD-2422基於WHDI無損壓縮技術核心，可以同時接2個高清播放設備（電腦、筆記本、藍光碟機、高清播放器、PS3等），同時輸出到2台高清液晶顯示器或者高清投影機等，適合家庭等複雜環境使用，建議距離10-30米。通過遙控器可以切換播放信號源，通過紅外耦合器可以加強播放設備的遙控性。
ZWD-2422
ZWD-2422ZWD-2822基於WHDI無損壓縮技術核心，發射器有4路HDMI進+2路色差進+2路左右聲道進+1個HDMI出，可以同時接更多不同類型的播放設備，適合更高級的場所使用。建議距離10-30米，適合更複雜和專業的場合使用。
WHD-100基於WHDI 2.0無損壓縮技術核心，經過HDMI 1.4嚴格認證，無需驅動即插即用，除了可以無線傳輸全高清1080影音，還獨家增加了對於720P&3D的支持，無延時；對於3D遊戲玩家來說是非常適合的；同時更加簡約時尚的設計更符合現代家庭的布局需求。
最新發布的WHD-100P更可以完美支持1080P&3D傳輸。
WHD-200 是WHD-100的加強版，增加了對1080P&3D的支持，傳輸距離更遠，接口更豐富，是現代高端家庭無線影音傳輸的最佳選擇。
如果是普通要求的會議室或者教育系統使用，也可以考慮基於WIFI技術的ZIN-2100，完善的後台和穩定的性能，可以很好的解決相關環境的布線問題。
面臨挑戰
WirelessHD小組面臨各種不同的商業挑戰，因為它們要處理安全、版稅、規章以及標準等各種問題。
Marshall介紹，60GHz規範會參考大量已有的內容保護技術，包括數字傳輸內容保護(DTCP)和HDMI的高頻寬數字內容保護(HDCP)。但是好萊塢或許還希望得到額外的保護。
“今後我們會討論將DTCP映射到新的接口，而後者同時也會對DTCP提出一些新的安全需求。”美國運動圖像協會(MPAA)首席技術官 Brad Hunt透露，“就在寬頻無線上使用HDCP技術這個問題，我們已經同英特爾展開了商討。不過我還沒有太關注WirelessHD。”
WirelessHD對“是否徵收版稅”爭論不休。“這是一件大事，需要慎重考慮。”Marshall指出，“我們會對兩種模式進行商榷。”
在規章方面，60GHz無線技術並沒有像UWB那樣由於眾多問題而陷入困境，IEEE 802.15 PAN標準組主席兼Zigbee聯盟主席Bob Heile指出。
在美國，WirelessHD小組可以使用57-64GHz的無需許可頻段，該頻段所允許的傳輸功率高達10W。在歐洲和日本，WirelessHD將會使用59－66GHz頻段。
相反，UWB在日本沒有可用頻段，在歐洲則要受到限制。Heile指出：“我剛從日本回來，在那裡UWB只能得到實驗許可，並且他們似乎沒什麼熱情來建立普通許可頻段。”
在歐洲，UWB被限制在6-10GHz頻段內，比美國小3GHz。開發人員必須確保UWB在歐洲的傳輸功率比在美國小20dB，這樣一來，頻寬就被限制在4Gbps，而且還需要監聽和避免競爭信號。Heile表示：“基本上每台設備中都必須裝載一個小型的頻譜分析儀。”
雖然高速無線領域目前有一系列標準在進行之中，但是沒有一個具體涉及到家用高清市場。IEEE 802.15.3c小組正在採納一些針對60GHz無線技術標準的建議，但是該工作卻主要集中在骨幹網通信，Heile指出。
WirelessHD的套用目標非常明確，因而很可能比IEEE的進程更快，Heile說。他非常讚賞WirelessHD小組能夠以自己的方式前進發展。
無論是WirelessHD還是其競爭對手WirelessHDMI(由 ADI公司和初創公司Tzero Technologies力挺的一種UWB方案)，都沒有獲得核心HDMI技術的授權。HDMI Licensing公司總裁Leslie Chard表示：“我們期望能同雙方合作，以確保二者都能與HDMI兼容。”
反對方
再者，WirelessHD必須為廣大生產互操作產品的晶片供應商指明方向。WiMedia聯盟主席Stephen Wood表示，自該小組發布技術標準算起，這個過程可能需要兩年時間。WiMedia聯盟最初主要推動無線USB等UWB技術，13年它已經開始研究 60GHz無線技術。
“UWB才是今天的技術，”Wood指出，“我們還沒有對60GH進行討論，因為其尚未成熟。我們可以讓消費者迅速奔向60GHz，但這樣很可能會對他們造成傷害。”
WirelessHD小組中一些大型的消費電子公司即將推出採用無線USB的攜帶型攝像機和MP3播放器，Wood透露。“他們並沒有完全鎖定60GHz技術，”他認為，“多數跨國公司都會到處下賭注，但最終他們只會選擇最適合的技術。”
除了Tzero/ADI 2013年宣布了OEM合作商外，藍牙技術的支持者們還打算藉助UWB以100Mbps的速率傳送音樂和視頻數據。最初的 Bluetooth-over-UWB規範將於2007年6月份前出台，2007年底前將最終定稿並推出工作原型。這幾乎與WirelessHD小組的工作在同一時間。
在競爭的有線技術中，隨著HDMI 1.3標準的發布，HDMI的速率已經從5Gbps跳到了10Gbps。2013年，OEM廠商付運的產品支持的解析度高達1,440p、90Hz幀率或48位色深，Chard指出。索尼的Playstation 3將成為首批使用HDMI1.3的系統之一。
“HDMI的高彩有令人叫絕的特色，特別是當具備動態照明設施時。我們已經為超過10Gbps的目標奠定了基礎。” Chard補充道。
1394的支持者們同高清音視頻網路聯盟(HANA)建立了另一個替代技術。HANA的目標是把FireWire擴展到整個家庭網路中，通過多種連線器覆蓋幾百米的距離，並傳送普通的壓縮視頻數據，HANA主席兼三星DMS實驗室主任Jack Chaney表示。HANA的方法利用了多種橋接技術，如UWB和乙太網。
圖1：Berkeley研究人員在CMOS上建立波導，使得60GHz混頻器和放大器的設計更易預測
