无线电视“白色空间”开放 Super Wi-Fi突破讯号覆盖限制

　　超级无线区域网路（Super Wi-Fi）将大幅提高覆盖率。随着美国FCC开放无线电视“白色空间”频谱，不少科技大厂已开始研发Super Wi-Fi技术，期利用此一新频段讯号穿透率较佳的特性，突破既有Wi-Fi覆盖率与传输距离的发展瓶颈。

　　美国联邦通讯委员会（FCC）于2010年12月批准开放宽频电视频谱--白色空间（White Space），包含VHF（54M ？216MHz）及UHF（470M？698MHz）两个频段，均可供无线网路使用，新一代超级无线区域网路（Super Wi-Fi）技术即利用此一新频段运行（图1），期扩大讯号覆盖率与传输距离，激发多元应用。

　　

　　图1 Super Wi-Fi无线联网的流程

　　标准2014年底定　Super Wi-Fi发展备受期待

　　透过无线电视频谱传送Wi-Fi讯号，涵盖范围将至少扩充九倍以上，传输速度亦可望增快三倍。目前FCC已经公布频谱相关使用规则，包括美国、英国、日本及新加坡等均迈入测试阶段，并积极在该国已开放的电视频谱下试运作，测试Super Wi-Fi实际使用状况，并确保不会干扰既有的无线电视讯号。

　　相关标准包含国际电机电子工程师学会（IEEE）802.22，主要是针对感知无线电（Cognitive Radio）技术使用白色空间传输时所拟定的准则；而2012年9月，IEEE 802.11af Task Group也进一步公布802.11af首个标准草案（Draft 2.0），该组织并预计在2014年前，制定完成Super Wi-Fi利用电视频谱白色空间收发无线讯号的标准，让整个产业链能依循统一规格加速发展脚步。

　　支援160公里传输距离　Super Wi-Fi扩大讯号覆盖

　　随着行动装置上网传输资料量剧增，电信商已逐渐无法满足消费者随时随地快速上网的需求。人们常常被迫在同个装置上切换3G、Wi-Fi等联网技术，才能舒缓因频宽不够所造成的资料传输不顺畅的问题。此外，偏远地区或缺乏宽频无线网路覆盖的住户，无法透过Wi-Fi得到联网服务的问题也尚待解决。

　　因应上述难题，Super Wi-Fi遂应运而生，由于该技术使用宽频电视频谱，覆盖范围广且具有较强穿透力，理论上，其资料传输范围可达160公里，所以对偏僻乡村及其他缺乏宽频无线网路的地区来说相对重要，民众可藉此建立无线网路热点，在家庭之外的地方即时进行资料传输。

　　相较之下，现行Wi-Fi技术使用ISM （Industrial Scientific Medical）频段，讯号传送时容易受到干扰。以802.11n为例，其使用2.4GHz频段，在4×4多重输入多重输出（MIMO）时，传输速率最高为300Mbit/s。

　　至于802.11ac则基于5GHz频段，使用80MHz频宽，搭配4×4 MIMO天线时，速度最高达1.73Gbit/s；而使用低频段的Super Wi-Fi，资料传输率虽然没有显著提升，但传输范围能较传统的Wi-Fi讯号更具穿透性，运用于家庭环境中，有助让多媒体内容更顺利传送与接收。

　　通用频谱/技术相容性待解　Super Wi-Fi晶片开发挑战增

　　不过，Super Wi-Fi技术发展正面临一很大的问题，就是业界尚未建立全球共通的白色空间技术资料库，在无规格可循的情况下，晶片商短时间内恐难推出商用产品。目前正在进行测试的所有国家，主要也是以先建立本国的白色空间资料库为主，电视可使用的白色空间频段尚未达成全世界通用。

　　此外，当内建Super Wi-Fi功能的装置连接至白色空间资料库，并取得可使用的频段时，将会自动与网路上的空白频段资料库互相比对，同时提供所在位置可用的电视频谱白色频段，关于位置讯息的提供目前是否要透过全球卫星定位系统（GPS）或选用其他更适合的技术，还未有组织提出标准供遵循。

　　如果Super Wi-Fi使用频率过低，就需要大天线，而想要缩小用于行动联网装置的天线，就会影响到效率表现。因此，终端装置在导入Super Wi-Fi功能前，必须先解决前段的网路技术问题，才能让晶片业者愿意投入资源。预计要到2014年以后，才有机会在消费市场上看到采用Super Wi-Fi的系统装置。

　　必须注意的是，Super Wi-Fi与现行的Wi-Fi技术使用频谱不同，假设未来要将Super Wi-Fi内建在Wi-Fi模组中，一定要应用感知无线电技术，以及可提供精准地理位置的GPS功能；如此一来，两相不同的频段方可透过桥接器，让Super Wi-Fi升频或一般Wi-Fi降频方式，进一步达到资讯互通的目的。

　　然而，由于各国可开放的白色空间并不相同，当像笔记型电脑、智慧型手机或平板装置等可携式消费性电子产品的使用范围进入跨国区域时，如何由当地资料库管理单位，例如美国为FCC，英国则为Ofcom，负责提供标准讯号转换方式，立即与当地的白色空间可用频段资料库进行核对，会是未来最主要的Super Wi-Fi网路建置挑战。

　　卡位Super Wi-Fi商机　电信/晶片/系统商争相布局

　　美国FCC已通过相关法规，欲使用Super Wi-Fi的公司毋须申请执照，可在规定频段范围内提供无线网路通讯服务，因而吸引Google及微软（Microsoft）两家科技大厂率先投入发展，正针对教育市场进行服务部署。在这两大科技巨头带头下，Super Wi-Fi已在美国、英国、南韩、日本、新加坡、比利时、肯亚、瑞士、巴西及乌拉圭等国家试运行。

　　对消费者来说，最理想的状况系装置能自动判断所在位置的最佳连结频段，毋须依靠人为方式切换，因此，不论是使用802.11n、802.11ac或802.11ad等无线技术，Super Wi-Fi所担纲的重要任务即为分流。在这些主要无线技术频段拥塞情况下，能自动开启Super Wi-Fi可用频段，以顺利完成无线连结及资料传送任务，讯号覆盖率自然就能提升。

　　由于Google、微软、惠普（HP）、戴尔（Dell）、飞利浦（Philips）、三星（Samsung）、德州仪器（TI）等大厂皆参与白色空间联盟，来自电信、网路服务、电脑制造商等不同背景的业者，都关注着Super Wi-Fi未来的市场发展及技术动态；大家共同的目标都是希望透过Super Wi-Fi，进一步以无线网路服务的基础抓取更多商机。

　　对电信营运商而言，在所提供的3G、4G频宽以外，纳入Super Wi-Fi支援后，便能显著舒缓网路资料传输拥塞的状况；而网路服务业者更视Super Wi-Fi为强化无线网路发展的重要策略。尽管目前各家厂商仍停留在实作测试阶段，但部分国家已通过第一阶段考验，证实白色空间频谱没有讯号干扰问题，并开始进入第二阶段的2.4/5GHz Wi-Fi，以及Super Wi-Fi频段共存的原型系统测试，持续推进Super Wi-Fi商用脚步。

　　进驻M2M/D2D/行动装置　Super Wi-Fi发展后势看俏

　　Super Wi-Fi挟着讯号传送范围较广、传输速度较快的巨大优势，在其技术标准化后，将成为机器对机器（M2M）、装置对装置（D2D）网路主流架构。在更多元性的无线技术支援下，M2M服务能以较低成本建构短距及中长距离的传输网络，同时也能活络更多Wi-Fi设备需求，包括智慧家电、智慧电表（Smart Meter）及行动医疗电子仪器等，同时也有助改善室内联网运作顺畅度。

　　然而，由于该技术仍在实测阶段中，频谱开放程度也有所局限，因此相关电信营运商将先以社区、学校、城市等小地区布建模式进行；换言之，区域型D2D联网将是最早可实现Super Wi-Fi技术的前哨站，尤其针对频率性的资料收集与即时传输服务将带来莫大效益。

　　与此同时，由于智慧型手机普及率激增，已成影响电子科技市场的关键，因此，预计Super Wi-Fi的主要市场目标也将锁定智慧型手机、平板装置无线网路的分流选择，以提供更好的联网品质，吸引系统厂青睐。