无线通讯将跃居未来技术关键

　　在物联网(IoT)以及机器与机器间通讯(M2M)等全新应用领域的驱动下，无线通讯技术正经历一场重大的变革，随之而来的是量测设备供应商将面临无线通讯领域各种规范带来的巨大测试挑战，其测试能量的整合以及如何与法规同步正成为当前的重要课题。

　　德国无线通讯仪器大厂罗德史瓦兹(Rohde & Schwarz;R&S)市场策略部门M2M/NFC市场区域负责人Jorg Kopp以及行动终端量测部门技术经理Meik Kottkamp深入阐述了攸关无线通讯领域的诸多重要议题。

　　R&S市场策略部门M2M/NFC市场区域负责人Jorg Kopp(左)以及行动终端量测部门技术经理Meik Kottkamp(右)

　　物联网是最近被广为探讨的议题，像R&S这样的先进量测设备制造商当然更不会错过。请问这个议题将会对R&S的业务造成什么影响?R&S又将如何因应物联网带来的测试挑战?

　　Jorg Kopp：R&S长期致力于无线通讯测试领域的研究，对我们而言，物联网通讯通常指的是M2M通讯，因此这具备了多种面向。首先是技术面，我们注意到在某种程度上，物联网环境中所使用的技术都已经相当成熟了，其中最主要的是蜂巢式通讯技术，如2G、3G以及近期热门的LTE技术。

　　然而，M2M应用有着多样化的要求，因应这些需求经常延伸出新的技术，例如满足功率效率的需求。当然，这种情况为我们创造了新的商机，但我们也必须评估哪些是‘昙花一现’的技术，而哪些技术将成为市场主流，并发展成为长期的目光焦点。

　　物联网带给量测产业的另一个影响是通讯在实际应用中所扮演的角色愈发着重于关键性任务及生命攸关(life-critical)的应用，这些应用都须进行测试;为此所衍生的认证工具需求，正成为我们未来业务发展上一个非常有意义的领域，例如车对任何装置(Car-to-X)的通讯系统。

　　在美国及欧洲，这项技术的标准化已进入后期阶段;而根据Wi-Fi标准修订的IEEE 802.11p，如今已在使用中，不过它当初并非为现今崛起的这些新兴应用所制定。因此，许多问题都亟需解决，例如衰减(fading)以及多个请求的同步处理等。我们正与相关业者密切合作，开发测试方法并模拟真实环境，例如衰减规范(fading profiles)，以确保这些装置在所有情况下都能可靠地运作。

　　从应用面来看，与安全相关的应用将产生庞大的测试工作。然而，在物联网的范畴，预期将有数十亿的装置相互连结，但并非所有应用皆与安全相关。在消费性应用上，其终端装置数量庞大但却讲求低成本;这衍伸的问题来了，哪些应用需要进行测试?测试成本又该由谁来负担?这些成本压力将导致生态系统转移。制造商通常不想自行拥有测试设备，也很少会在现场使用，因此他们逐渐不再具备这方面的专业知识。取而代之的是，产品的设计与测试工作将会有很大程度的外包。

　　这些测试工作是否会转移到专业的服务供应商，以及测试设备的设计上?

　　Jorg Kopp：对许多测试实验室而言，物联网及M2M已逐渐成为重要的商机。然而，比起采用OEM的设备，目前仍有着不同的限制，多数实验室已完成测试能量的部署，也累积了所需的经验，但面对广泛的市场，实验室对于测试设备的需求仍然在于具备高性价比的专业测试解决方案，而非针对广大市场所需的多样化、多功能设备。

　　这样的转变是否会为R&S带来新商机?

　　Jorg Kopp：从我们的角度来思考这个问题——我们如何满足这个分散市场的多样化需求，什么样的测试解决方案才适合这个市场?是否有必要针对M2M市场推出测试解决方案?我们必须针对成本面及技术面进行考量。不过，可以预见的一点是，测试任务正随着物联网中的连网装置遽增而增加。

　　另一方面，大部分的企业都承受了极大的成本压力，测试生态正发生巨大的变化，这对于整个技术进程的参与厂商及其所使用的技术来说更是如此。目前值得我们深入探讨的议题就在于如何以最小的投入使全新的技术涵盖最大的范围。

　　这是否意味着测试设备必须变得更聪明?它是否必须可以连接网路或GPS接收器?例如用于寻找正确的工作频率?

　　Jorg Kopp：是的，但还有更多需要考量的地方，例如智慧型手机测试主要集中于蜂巢式通讯技术。如今，GPS加入了手机测试行列，以及针对分布在全球具有不同频段的电视频道进行测试的技术，这些都在M2M的应用范畴内。再者，现今的测试通常包含了较高的OSI层，因此我们整合了深度封包检测功能于仪器中，使工程师可以进行相关研究，例如讯号以及流量的变化，这些都是息息相关的，特别是在涉及功率损耗的时候。

　　一般认为功率损耗通常针对接近应用层的较高层级，那么功率损耗责任是否应该归咎于软体开发而非硬体设计?

　　Jorg Kopp：这个问题就比较复杂一点。在M2M领域，功率损耗的确发生在网路层，并可以设法减少功率损耗。以一个典型的例子来看：假如我有一个感测器将于每十分钟传送一次资料，那么这个感测器就不需要长期处于主动的状态;在非资料传输期间，感测器即可切换至网路支援的省电模式，这样看来功率损耗就与网路的参数产生了关连。

　　R&S对于物联网市场将采取什么策略?是否能针对市场数据做些分享呢?

　　Jorg Kopp：当然，我们可以看到其实产业界已经为物联网做好了准备，一些指标性的数据更指出未来将有高达500亿的连网装置;以及在2020年以前，物联网潜在市场将有高达8千亿美元的商机。透过这些庞大且抽象的数字，我们不难理解通讯技术已经逐渐深入各个产业领域及应用。R&S的测试能量将有助于实现这些新的应用，以eCall(紧急通话)以及Car-to-X这两个特定应用市场案例来看，我们在这些市场已经相当的活跃，当然也已经涵盖了蜂巢式通讯技术以及所有与其相关的测试案例。

　　长远来看，您认为哪些射频技术将普及于物联网应用中?

　　Meik Kottkamp：目前并没有一种射频(RF)技术能够满足所有的物联网应用需求。根据我们所搜集到的测试设备需求，我们可以看到一连串的物联网技术正以快速的步伐持续扩大，相关的应用范畴亦是如此。客户的需求让我们了解到机上盒(STB)供应商以及有线网路营运商已摩拳擦掌准备进入家庭自动化市场，并计画透过现有的远端控制解决方案切入。但目前实在很难判断什么技术将会引领风潮，因为目前存在许多选择，例如ZigBee、低功耗蓝牙(BLE)，当然还包括Wi-Fi。

　　此外，这其中也存在显着的地区性差异，例如未来将纳入使用的无线电视‘空白频谱’(White space，即VHF-54M~216MHz以及UHF-470M~698MHz)。不少技术大厂已着手研发Super Wi-Fi技术，透过此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。R&S的解决方案将帮助使用者解决非常广泛的测试挑战。对于客户的特殊需求，必须针对多个面向进行评估规划，例如这个市场有多大、谁才真的需要这个解决方案等。

　　NFC技术已经被炒作了一段时间，但现在似乎已经安静下来。透过测试仪器的需求面来看，您认为此技术是否有生存的机会?

　　Jorg Kopp：我认为NFC并不至于走向失败的命运，尽管它在欧洲的接受度还不高，但在亚洲则相当地流行，许多的信用卡组织都计划将NFC技术整合于信用卡终端设备中。全球目前约有2.75亿支配有NFC功能的手机，苹果(Apple)新款iPhone 6也可支援NFC功能。因此，这项技术业已到位，但或许截至目前为止仍未被广泛的应用。

　　此外，我们都知道医疗领用的最新发展中亦结合了NFC功能，例如心脏起搏器及其他植入物。NFC的潜在应用范围相当庞大，且还在不断地增加中。R&S的产品线中亦提供了NFC测试解决方案，同时，我们也注意到市场对于这些产品方案的稳定需求。

　　目前5G网路的发展情况如何?预计物联网将被纳入5G技术支援分散式网路架构，而今，5G技术将从何处扎根?

　　Meik Kottkamp：5G的发展过程反映出许多的需求来自于物联网——在开发2G、3G、4G等无线通讯网路时，讨论的重点在于网路的速度和频宽，而今的需求则是更快的反应时间以及更长的电池续航力，以及越来越多的终端同时连上网路而不能造成网路过载的需求，这些来自物联网的需求也会被定义在5G网路层中。

　　5G是一个很大的研究议题，欧盟也在讨论中，目前虽然还没有定义出完整的需求清单，但可期待的是这些研究活动成果将会被列入标准程序中。不过，真正要定义出新的标准还需要一些时间。试想如果5G要在2020年正式上路，我们就必须在2018左右完成法规定义。

　　目前有许多重要议题正分别在讨论中，例如更大频宽、高频段、光通讯架构，以提供更快的传输时间以及延长电池待机时间。LTE组织也正讨论着这些相关议题，例如节能以及终端对终端通讯等。此外，LTE的最佳化也必须透过物联网及M2M的需求来决定。