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无线技术发展趋势及其对连接器的影响

日期:2008年12月12日
  计算机和通讯设备正在经历着从有线设备与网络向无线设备与网络的巨大转变。主要目的是去除杂乱的电缆。规范802.11、WiFi和Bluetooth(蓝牙)便是极为明显的例子。便利因素、移动社会的发展趋势以及低成本硅方案的出现是推动无线应用的主要动力。工业、医疗、汽车和可靠性极为重要的应用领域向无线技术转移,虽尚不太普遍,但是对其它市场却有重要影响。在这些应用中,有些应用领域采用无线技术具有迫不得已的性原因。
  尽管不同的政府法规和带宽竞争导致在世界范围内无缝地采用无线技术存在着障碍,但无线标准却在大步向前推进。我们现在看得到的只是无线应用的极小一部分,更多的无线应用将会很快出现,现有的无线应用将随技术的前进逐步发展得更加普遍。美国联邦通讯委员会(FCC)和国际法规实体正在加紧解决带宽竞争问题。多年来已经在飞机、军事、急救、及其它领域确立的移动无线电通讯,现在与更崭新的无线应用展开了频率分配的竞争。
  这种竞争在仪器、科学和医疗用0.9GHz~5.8GHz频带内已经出现,目前正在向8GHz频带延伸。在此频带内的设备包括无绳和移动电话、微波炉以及无线局域网。还有许多新型短距离无线应用技术--个人区域网(PAN),如无线usb、蓝牙、Zigbee以及新型无源射频识别(RFID)技术。这些技术分支可能预示着未来将出现以个人为中心的规模巨大的新型应用领域。驱动这些新型无线技术应用的因素包括:方便而可靠的无线应用被广泛接受。.现有的应用,如USB、WiFi及蓝牙。.
  业界的领导厂商,如因特尔(Intel)公司,推动发展和制定标准。.低成本IC的发展使得产生单芯片无线电成为可能。.消费电子、计算机和通讯市场的创新设计无线技术的发展趋势IC已经在许多应用中取代混合集成电路和门阵列器件。如果没有无线芯片组,包括移动电话、WiFi和蓝牙在内的这类高增长无线应用技术,是不大可能用于主流消费类电子中的,否则它们或者太大、太贵或者在移动应用中耗费太多的功率。目前已经确立的无线技术发展趋势包括:.基于语音、数据和视频无线网络的手机.手机、PDA(个人数字助理)和PC用蓝牙个人区域网(PAN).802.11、WiFi、以太局域网:b、g和n。未来将出现的重要无线应用技术包括:IEEE802.16和20WiMax(替代DSL和电缆的宽带城域网);IEEE802.15.4Zigbee(工业、科学、医疗用低功率低成本PAN);在大于3米距离、480Mbps速率下工作的认证无线通用串行总线(CWUSB)。IEEE802.11无线局域网(WLAN);IEEE802.15无线个人区域网(WPAN)?IEEE802.16无线城域网(WMAN);IEEE802.22无线区域网(WRAN)。CWUSB无线技术在这些重要的无线技术中,CWUSB技术特别令人关注,因为它可能影响到使用极为广泛的USB2.0。在采用USB端口(和电缆)的设备中,计算机系统超过2.50亿台,外设超过5亿台。每台设备的端口数从2个(MacBook笔记本计算机)到6个(PC机)不等。外设配置1~4个USB端口。未来许多设备都将采用CWUSB应用,但下列设备将影响2009~2010年的无线市场:笔记本计算机、台式计算机、扩展(Dockingstations)/端口复制器/(portreplicators)、打印机、外部USBsata硬盘、数码相机、iPod播放器及其它媒体设备。因特尔公司等众多业界领导厂商正在大力推动WUSB(无线USB)和4.8Gb/s速率的USB3.0。许多新设备也瞄准了WUSB芯片组,某些外设原始设备制造商即将向市场投放初始产品,但是存在一个涉及无缝广泛应用的问题,另外,WUSB尚未达到商用/零售水平。WUSB应用必定会出现-其效益是显而易见的,但是外设行业和许多制造商需要2~3年才能跟进上。USB3.0将在2009年逐步实现商用,速率将提升到4.8Gb/s。这可能导致三个层次的USB并存的局面:.USB2.0用于原有的应用场合,至2009或2010年前,可能依然强劲。.CWUSB用于计算机/外设,其应用从WUSB集线器、打印机和外部硬盘开始,但可能因经济衰退而延缓。.USB3.0在2010年及其以后用于高性能先进流媒体,CWUSB与USB3.0可能相互影响。
  “扩展坞”和端口“复制器”可能随着商务用户由台式计算机转向笔记本计算机而增长,但是除了扩展坞作为产品(如PDA)一部分以外,大部分用户并没有买入扩展坞设备。预计笔记本计算机到2012年将具有大幅增长-约1.5~2.8亿台-其中大部分增长是低成本的消费类笔记本计算机。另外嵌入式无线能力可能会阻碍PC与外设的扩展坞/端口复制器的无缝无线连接能力,但是未来“扩展坞”/端口复制器可能会在多媒体无线家庭娱乐网络内考虑采用无线能力-或采用高速接口,如USB3.0或PCIExpress。东芝公司的WUSB“扩展坞”是一个不错的概念,它允许PC与无线扩展坞配接,然后再与外设连接。未来更多的设备将具有CWUSB能力。在向无线技术的转移过程中,大部分潜在的扩展坞和端口复制器应用将被淘汰。笔记本计算机销售已经明显高于先前的预测。如果到2012年,12%~15%的笔记本计算机具有一个“扩展坞”和一个端口复制器,则可能相当于4000万件,如果平均售价为100美元,则可能相当于40亿美元。无论如何,有一点是肯定的,包括CWUSB在内的规模巨大的无线应用将迅速渗透到移动电话网络、计算机与局域网、因特网接入、计算机外设、仪器、科学和医疗应用及消费类电子领域。无线技术对连接器的影响毋庸置疑,电缆组件将明显受到无线技术的影响,未来5年销售将可能下降至少25%。这也意味着更少的连接器插头。
  无线应用还可能影响以下连接器类型:.RJ45插塞和插头-目前年出货量超过10亿件-受到802.11无线局域网竞争。.USB插头和插座-目前年出货量超过20亿件-受到WUSB竞争。.RCA连接器-目前年出货量超过10亿件-受到蓝牙竞争。业界专家分析认为,到2011年为止,将有120-140亿台因特网连接设备,这些因特网连接器设备大多为无线产品,但将淘汰许多连接器应用。如果每台设备系统仅用5只连接器,则相当于700亿只连接器。插口模块RJ11在很大程度上与过去相同,仍用于室内接线和电话听筒内,但是将会从PC和其它通讯设备上消失。目前,少数RJ45已经被无线技术所取代-但实际上,RJ45的数量已经随着LAN应用的增长而增长。随着消费类PC市场出现并且旺盛,RJ45的性能已经提升,此外以下因素也导致RJ继续使用:.无线路由器和交换机中保留了RJ45-每个系统4~48件或更多。.计算机除了802.11收发器外将保留原有的RJ45端口。.48V、400mA802.3以太网供电(PoE)设备已经出现,为远程设备供电。.10Gb以太网有利于有线架构的使用,不管是5-7类布线还是光纤。.许多插口的结构正在提高RJ45性能,进入Gb/s级应用。除非发展中国家采用低成本的有线连接产品与无线产品,否则到2013年,50%以上RJ11预计将受到无线技术的影响。PC和计算机外设市场,对RJ45也将产生影响,例如由于原有的端口被弃用,RJ45的增长将在某种程度上受到无线应用的削弱,其产量的增长率将由每年10%以上,降至2010年的5-6%。另一方面,RJ45由于在高速铜应用领域平均售价较高,销售额将增长。RJ45大多用于商务LAN设备中,在这些应用中,普遍使用24~48端口交换机;无线应用一般是局部性的,并且将采用加固的RJ45或RJ11接口。USB连接器USB连接器由于迅速进入消费类电子领域,目前已经成为用量最大的连接器类型,其USB2.0的最大数据流量为480Mb/s。
  包括众多移动设备使用的小型和微型USB接口在内,USB已经成为事实上标准数据接口。USB3.0已于2008年公布-它提供了4.8Gb/s的速度,两个高速差分对,还具有光纤互连的可能性。USB已经受到大量用户的支持,包括其能够传送功率,但它是有线接口,要添加电缆,因此面对无线应用的冲击,无线USB的出现是必然的。WUSB连接器WUSB连接器,在3米的距离内具有480Mb/s的速率,在10米距离内具有110Mb/s的速率,可连接多达127台设备,无需集线器。认证无线USB(CWUSB)将成为未来台式计算机和小型家庭办公室(SOHO)应用的有力竞争者,但是USB3.0将更被看好。无论如何,问题将在于用户如何给这些设备供电。电源设备意味着25-50%的电缆,并且由于使用大量AC适配器,因而存在风险。到2012年为止,WUSB对台式和笔记本计算机应用仍很重要。由于大量的外设必须“紧抓”WUSB主机,将减缓其应用。其影响将在以下领域内最终显现出来(尽管老的端口仍将维持数年):USB集线器、打印机、外部硬盘和笔记本与台式计算机。USB端口可能下降。可能的发展格局是高速有线、USB电源和低速无线端口共存。在过去5年,USB已经历两位数的增长。这将持续到2010年,WUSB的应用将进一步扩展。最终,有线USB的规模增长率,在5-10年之间将下降到两位数以下-如果新的发展成果使得WUSB更快甚至更通用,则可能出现负增长。这主要取决于CWUSB在消费类电子中使用,消费类电子是产业规模的主要增长部分,特别要关注的是移动和手持设备(涉及小型和微型USB)。
  无线应用是电子工业中规模最大的推动力量之一,它带动了许多新的产品和市场领域(这些领域均采用了多种不同类型的连接器)。无线应用在过去五年中,已经使连接器增长了1~2个百分点。这也为RF和天线连接器制造商提供了新的机遇。市场研究公司-BishopandAssociates的最新报告称,2008年电讯设备用连接器工厂出货值预计超过70亿美元,其中无线网络设备用连接器的工厂出货量达37亿美元左右,与2007相比,增加了10.7%,预测2012年的出货量为56亿美元,平均年增率高达10.8%,增长势头强劲。

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