Обзор Рынок беспроводных технологий 2006 подготовлен

Хаос персональных радиотехнологий не убивает Bluetooth

От обилия различных "беспроводных" аббревиатур, число которых непрестанно растет, можно впасть в легкий транс. Самой популярной "короткодействующей" радиотехнологией остается Bluetooth, несмотря на то, что вот уже несколько лет ее безуспешно пытаются похоронить.

Как уже писал CNews, появление все новых и новых конкурирующих между собой или дополняющих друг друга стандартов беспроводной связи сбивает потребителей с толку и грозит обернуться тем, что эти технологии так и не прорвутся на массовый рынок вообще. В настоящее время число радиотехнологий, существующих как реально, так и пока на бумаге, зашкаливает за все разумные пределы. Одних только аббревиатур, начинающихся на "вай", насчитывается не меньше пяти – от ставших уже привычными Wi-Fi и WiMAX до более экзотических Wibree, WiHD, WiNet и др. А есть еще Bluetooth, Certified Wireless USB, UWB, NFC, ZigBee, BCDMA и др. Даже если отсечь "дальнобойные" технологии беспроводного доступа Wi-Fi (десятки и сотни метров) и WiMAX (до нескольких км), то на долю "коротких" остается не так уж и мало. Это происходит отчасти из-за того, что персональные беспроводные сети (Personal Area Networks, PAN), в которых используются недальнобойные радиотехнологии, не требуют наличия провайдеров услуг, частотных разрешений и, как правило, сложных устройств.

Технологии беспроводной связи малой дальности

Источник: CNews Analytics, 2007

"Синие зубы" на "белом коне"

В сегменте технологий персональных беспроводных сетей (PAN) есть свои фавориты — например, Bluetooth. По данным Bluetooth Special Interest Group (SIG), по всему миру уже продано свыше 1 млрд устройств, поддерживающих этот стандарт. Каждую неделю к этой цифре прибавляется примерно 12 млн устройств. Ускорение продаж ожидается в связи с появлением новой высокоскоростной спецификации Bluetooth в 2007 году. А достижение показателя 2 млрд устройств в год прогнозируется уже в 2010 году.

Самыми большими "любимцами" Bluetooth являются мобильные телефоны и беспроводные гарнитуры для них. Мировой объем продаж последних в 2005 году увеличился на 153% и достиг 33 млн штук на общую оптовую стоимость $1 млрд. В 2006 г. рост этого рынка прогнозируется на уровне 70%.

Напомним, что группа Bluetooth приняла версию 1.2 спецификации Bluetooth в ноябре 2003 года. Годом позже была принята версия 2.0 EDR (расширенный диапазон данных). В отличие от многих других беспроводных стандартов, возможности Bluetooth предоставляют разработчикам продукта канал соединения и канал передачи (голоса и данных). Технология Bluetooth работает в нелицензируемом спектре на частоте 2,4 ГГц, где "живут" радиотелефоны, микроволновые печи и сети Wi-Fi. С целью уменьшения вмешательства между беспроводными технологиями, работающими в этой области спектра, была разработана технология Adaptive Frequency Hopping (AFH), которая работает в пределах спектра, используя доступную частоту. Эта функция обнаруживает другие устройства в спектре и избегает тех частот, которые они используют. "Адаптивное прыгание" обеспечивает более эффективную передачу в пределах спектра и предоставляет пользователю больше возможностей даже в случае использования наряду с Bluetooth других технологий.

Класс 1, применяемый прежде всего в промышленных устройствах, имеет диапазон 100 метров. Класс 3, который обычно используется в мобильных устройствах, имеет диапазон действия до 10 метров. Обычный радиодиапазон (класс 3) использует 1 мВт мощности; технология Bluetooth разработана, чтобы функционировать с низкими энергозатратами; такие характеристики позволяют отключать устройства, когда они не используются. Скорость передачи данных — 1 Мбит/c для версии 1.2; с EDR (версия 2.0) — до 3 Мбит/c.

Мнимые "убийцы"

Новый беспроводной интерфейс Wibree, благодаря более высокой скорости, низкому энергопотреблению и дешевизне может значительно пошатнуть позиции Bluetooth. Хотя, возможно, такая постановка вопроса не совсем корректна. Дело в том, что Wibree, скорее всего, будет встраиваться в чипсет Bluetooth, и таким образом, в устройстве с поддержкой Wibree будут доступны обе технологии (режим dual-mode). Кроме того, Wibree имеет некоторые недостатки, которые ограничивают сферу его применения. Например, он вряд ли может составить конкуренцию Bluetooth при многопотоковой загрузке (streaming) или интенсивной перекачке файлов.

Wibree как и Bluetooth работает на частоте 2,4 ГГц, использует то же высокочастотное оборудование, антенну и монополосную передачу данных. Единственное различие заключается в нескольких изменениях цифровых логических схем, поэтому цена внедрения Wibree составит всего несколько центов.

Основной разработчик Wibree компания Nokia (она же принимала активное участие в проектировании Bluetooth) заявляет, что чип Wibree может использоваться и как дополнение к Bluetooth, и самостоятельно. В первом случае он найдет свое применение в мобильных телефонах, ноутбуках и настольных компьютерах, во втором – в часах, в различных спортивных датчиках, в системах контроля доступа и прочих портативных устройствах.

Wibree может обеспечить работу телефона в качестве узла сенсорно-беспроводной сети. Мобильник с поддержкой нового радиоинтерфейса, по словам разработчиков, будет обладать большей мощностью и производительностью, чем другие сенсоры (приемные антенны). Поэтому наряду со сбором информации об окружающей среде, такой как изображения или определение местонахождения, он сможет собирать информацию с близлежащих сенсоров, обрабатывать её и посылать другим сенсорам и телефонам по Wibree, сотовой или Wi-Fi сетям. Это вселяет в разработчиков определенные надежды на то, что новый стандарт будет широко востребован в беспроводной автоматизации, где сенсорные технологии могут использоваться в производстве и других отраслях промышленности, чтобы отслеживать и пересылать информацию.

Сейчас основная цель Nokia — стандартизировать и внедрить новый интерфейс в коммерческие продукты как можно быстрее. Ожидается, что коммерчески доступные чипы Wibree появятся на рынке во втором квартале 2007 года.

В отношении другого кандидата на "убийцу" Bluetooth — стандарта ZigBee любопытно вспомнить прогнозы, сделанные пару лет назад, и сравнить их с действительностью. В ABI Research ожидали бума продаж ZigBee-устройств уже в 2006 году. По прогнозам аналитиков, к настоящему времени общемировой объем продаж оборудования с поддержкой стандарта 802.15.4 должен был достичь 80 млн. Однако, согласно последним оценкам In-Stat, в 2006 году в мире будет продано на порядок меньше — от 4,5 до 10,5 млн радиокомпонентов ZigBee. Правда, другая аналитическая компания Future Horizons считает, что объем поставок оборудования ZigBee в течение 2006 года составит 50 млн единиц. К 2010 году эта величина, по их мнению, вырастет до 750 млн единиц в год.

Пока же география этого рынка остается довольно ограниченной – более половины всех устройств продается в Северной Америке. То же самое касается и сферы применения ZigBee — в основном в системах управления жилыми зданиями. Тем не менее, аналитики пророчат ZigBee роль доминирующей технологии в сегменте беспроводных mesh-сетей. Беспроводные сети ZigBee продолжают рассматривать в качестве основных кандидатов на развертывание в жилых домах, общественных, офисных и производственных помещениях, где они свяжут между собой выключатели, термостаты, охранные и другие системы. В настоящее время имеются готовые решения с использованием ZigBee в области систем отопления и освещения. Помимо этого, новая технология готова к внедрению в пультах управления потребительской электроники, медицинских приборах для мониторинга состояния пациентов и в промышленных датчиках. Но в любом случае о вытеснении Bluetooth речь уже не идет, скорее всего, ZigBee займет свою нишу. В пользу этого утверждения говорит факт одобрения в октябре 2006 года спецификации UWB 802.15.4a для промышленных приложений, требующих относительно небольшой пропускной способности. Характеристики утвержденного стандарта позволяют применять его в беспроводных сетях и сенсорах для приложений реального времени. Подобные сети представляют собой комбинацию технологий ZigBee и RFID, свойства которых (невысокая пропускная способность при низком уровне энергопотребления), оптимизированы скорее для производственных и медицинских приложений, нежели для домашних и корпоративных.

Не проходит и месяца, как появляется новый претендент на замещение "синего зуба". В числе недавних кандидатов на роль могильщика Bluetooth -  технология BCDMA (Binary Code Division Multiple Access), которая обеспечивает максимальную скорость передачи данных 55 Мбит/с, а максимальное расстояние между двумя передатчиками — 500 м. Ожидается, что в первое время чипы DBCDMA будут стоить значительно дороже чипов Bluetooth, но разработчики уверены, что они быстро упадут в цене.

Тема технологии-"убийцы" чрезвычайно популярна. Засомневавшись в скорой смерти Bluetooth, наблюдатели тут же находят новые жертвы. Встречаются, например, уже и такие высказывания, как: "WiBree убьет ZigBee".

Широкие и короткие

Другой класс беспроводных технологий, которые также имеют небольшой радиус действия, но отличаются гораздо большей пропускной способностью, находят другую сферу применения. 

Недавно корпорация Intel представиласвои разработки для создания сверхширокополосных хост-контроллеров, на основе которых можно будет создавать широкополосные беспроводные решения с низким энергопотреблением для организации персональных сетей в цифровом доме и офисе. Хост-контроллер Intel одновременно работает в стандартах Certified Wireless USB и WiNet. Была продемонстрирована его совместимость со многими периферийными устройствами, например, с цифровыми камерами и принтерами. Хост-решения Intel UWB предназначены для ПК, принтеров и цифровых телевизоров, имеющих высокоскоростные порты USB. С помощью специальных USB-адаптеров или карт ExpressCard их можно модернизировать для подключения к персональной беспроводной сети. Технология Certified Wireless USB обеспечивает скорость передачи данных 480 Мбит/с на расстоянии 3 метра или 110 Мбит/с на расстоянии 10 метров. ПК, портативные устройства бытовой электроники и мобильные устройства, совместимые с этой технологией, могут быстро обмениваться большими файлами, расходуя при этом очень мало электроэнергии и не требуя проводов.

Свою лепту в разнообразие беспроводных стандартов решили внести азиатские производители электроники, взявшие в союзники американскую компанию SiBEAM, занимающуюся разработками в области беспроводной связи. Они объединили усилия для создания нового стандарта – WirelessHD (WiHD), который позволит объединить в домашнюю радиосеть DVD-плееры, игровые консоли, цифровые камеры, ПК, телевизоры и другие устройства. Его основное назначение — передача сигналов высокой четкости (HD) по беспроводному каналу связи на расстояния порядка 10 м друг от друга со скоростью от 2 до 5 Гбит/с в частотном диапазоне 60 ГГц. Окончательный вариант спецификации WiHD производители рассчитывают представить весной 2007 года, а первые устройства с ее поддержкой появятся на рынке к 2008 году. Скептики полагают, что реализация стандарта окажется слишком дорогостоящей, а сигнал высокой четкости, переданный по каналу беспроводной связи, будет подвержен помехам. Сама идея передачи видео высокой четкости по беспроводному интерфейсу уже не нова. Осенью 2006 года компания Hewlett-Packard объявила о выпуске телевизора, осуществляющего прием HD-сигнала по каналу Wi-Fi. Однако широкого распространения такие телевизоры пока не получили.

Выход из тупика

Все беспроводные технологии имеют в чем-то схожие области применения, каждая из них оптимально подходит для решения тех или иных конкретных проблем. Например, Wi-Fi имеет большой радиус действия и высокую пропускную способность, может использоваться для решения широкого круга задач, однако весьма энергоемок. Bluetooth имеет относительно невысокое энергопотребление и считается наиболее подходящим для мобильных устройств беспроводным протоколом. Устройства с ZigBee имеют самое низкое энергопотребление, но и самую низкую скорость.

Вряд ли уже существует беспроводная технология, способная заменить и вытеснить все остальные. Основные усилия разработчиков должны быть направлены не столько на ее создание, сколько на поиск способов "бесшовной", незаметной для пользователя интеграции всех технологий. Для этого, прежде всего, различным "беспроводным фракциям" надлежит улучшить ситуацию с совместимостью разных стандартов — Bluetooth, Near Field Communication (NFC), Ultrawideband, Wi-Fi, ZigBee и др. Определенная работа в этом отношении ведется. Например, в прошлом году Bluetooth SIG объявила о том, что совместно с разработчиками UWB она приступит к поиску путей обеспечения взаимной совместимости двух стандартов. Если инициатива увенчается успехом, откроется перспектива реализации высокой пропускной способности технологии UWB (от 100 до 200 Мбит/с на расстояниях от 3 до 6 м) на широком спектре устройств, где в настоящее время уже реализована технология Bluetooth. В конце марта 2006 года Bluetooth SIG объявила о том, что выбор пал на версию MB-OFDM технологии UWB, продвигаемой альянсом WiMedia Alliance. Ожидается, что первые чипы с "двойной" технологией Bluetooth/UWB  будут доступны во 2 квартале 2007 года.

Однако такой позиции, которая подразумевает конкретные шаги для обеспечения совместимости различных радиотехнологий, придерживаются не все объединения. Например, по словам Боба Хейли (Bob Heile), главы альянса ZigBee, стандарт ZigBee (прежние названия HomeRF lite, Firefly и RF-EasyLink) — уникален, ему нет подобного на рынке, и перед ним проблема интеграции не стоит.

Как считают в ABI Research, эволюция коммуникационных сетей и постепенное сближение проводных и мобильных технологий означает, что устройства должны будут поддерживать больше пользовательских сценариев, иметь большую функциональность и легко и эффективно соединяться со множеством других устройств. При этом рынок персональных беспроводных сетей малого радиуса разовьется до состояния, когда его нельзя будет оценивать только по уровню проникновения отдельно взятой технологии вроде Bluetooth. Новые сервисы породят новые пользовательские сценарии и будут стимулировать развитие старых. Чтобы соответствовать ожиданиям потребителей, потребуется комплексное развитие технологий. При этом особый акцент нужно делать на один из самых малоисследуемых аспектов в коммуникациях – пользовательские группы и пользовательские сценарии. Исследование ABI Research привязывает продажи совместимых устройств к популяциям пользователей и основным пользовательским сценариям, которые двигают технологии сегодня и, согласно прогнозам, будут делать это и в будущем.

Виталий Солонин / CNews Analytics