想用Wi-Fi 5GHz?你得先認識DFS!

Allion Labs/ Flash Liu

無線網路2.4 GHz的頻段,因為頻道過少、使用技術過多太過擁擠,頻寬效能不佳早已不是新聞。在5 GHz的頻段,頻道數大幅超過2.4 GHz,但其中也有一大部份是DFS頻道;若不使用DFS頻道,5 GHz的優勢就被縮限超過一半了。因此,到底什麼是DFS,又為何影響如此之大?我們就先帶大家來了解一下。

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新一代Wi-Fi系統: Wi-Fi Mesh AP專題系列(一)

Allion Labs/ Ryan Huang

Wi-Fi無線網路在現今家庭中扮演著不可或缺的角色。舉凡家庭成員經常使用的智慧手機、平板、各式3C產品,甚至是智慧電視、家電等物聯網的應用,都需先透過家中的Wi-Fi無線區域網路,再連上網際網路以享有更多的線上功能跟雲端服務。為了確保家中物聯網設備都能夠連上Wi-Fi,零死角Wi-Fi無線區域網路的需求便孕育而生。

圖1:在智慧家庭中,Wi-Fi無線網路連線是物聯網應用的重要關鍵

 

以往常見擴大Wi-Fi無線訊號涵蓋率的方法,不外乎是提高功率、加大天線、加裝橋接器,或是另架設一台無線AP。而加大天線、提高的功率即便再大,也不可能大到超出法定規範,所以單一無線AP所能擴大的涵蓋率有其限制。而用來延伸訊號的橋接器,則是會用掉一半的頻寬來負擔訊號處理,導致傳輸速率無法有效提升。最後,另外架設一台無線路AP來增加無線存取點,則容易發生無線訊號品質不佳狀況。我們舉個簡單的例子,當使用者從AP1移動至AP2附近時,由於AP1提供的無線訊號因未符合能觸發裝置端漫遊的臨界值(一般約-70dB~-75dB),造成裝置端一直維持與原有AP1的連線,而無法切換到另一台訊號較強的AP2,使用者就必須要手動切換無線存取點,在使用上較不方便。

圖2:只架設一台無線AP是無法滿足整個家庭的使用需求

 

相較於上述傳統擴大Wi-Fi無線區域網路訊號涵蓋率的解決方案,新一代Wi-Fi系統-Mesh Wi-Fi可說是目前網通市場上最新、最火紅的產品,一組package通常包括三到四個AP,每台AP都是獨立的路由器,而當其中一台AP扮演主基地台功能時,其他的AP則作為衛星AP,整套系統可提供零死角、大面積的Wi-Fi網路連線。

 

那麼何謂Mesh Wi-Fi?Mesh Wi-Fi的中文名稱為無線網路系統。其特性不像是傳統星狀或樹狀的網路結構只能與上、下層的存取點做溝通,而是每個存取點都能相互連線、溝通,並且同時可以自動尋找傳輸封包時的最佳路徑。

圖3:傳統Wi-Fi佈建與Mesh Wi-Fi的拓樸圖

 

Mesh Wi-Fi系統在技術上也有許多亮點,以往只有在高階或是企業級的無線路由器上才有的功能,如:IEEE 802.11k – Neighbor Report、IEEE 802.11v – Wireless network management、IEEE 802.11r – Fast Transition Roaming、IEEE 802.11x – Network Access Control,這些功能也都出現在消費級的Mesh Wi-Fi產品上。此外,由於Mesh Wi-Fi的網狀網路特性,也讓Mesh Wi-Fi多出了Self-Healing等功能,以下將一一介紹這些在Mesh Wi-Fi上常見的功能。

 

・無縫漫遊 – Seamless Roaming
所謂的無縫漫遊是指將從一台無線AP切換到另外一台無線AP所需的時間控制在毫秒級。它的運作概念是無線裝置在切換AP前透過IEEE 802.11k – Neighbor Report的標準,事先收集當下場域中鄰近AP的資訊將其列表,當訊號減弱時便從其列表中自動找出切換的目標AP。同時也透過IEEE 802.11v – Wireless network management的標準,簡化網路部署與管理的高效能機制,讓裝置在決定可能的切換目標AP時列入考量,確保切換至另一台AP時,其無線網路環境是良好的。另外,無線裝置也會透過IEEE 802.11r – Fast Transition Roaming的標準,預先進行連線認證以縮短切換AP的時間。最後,無線裝置在遇到訊號衰減至漫遊觸發臨界值之際,可以透過以上三個機制、自動漫遊切換到別台AP,並且將控制時間在毫秒級。
那麼,無縫漫遊的好處是什麼呢?舉例來說,當你在使用Line、WeChat、Skype等即時通訊軟體進行語音/視訊通話時,無縫漫遊可以讓使用者在不同存取點之間移動時,不易遇到斷線的情況發生,同時也能享有良好的通話品質。

 

・頻段引導 – Band Steering
頻段引導的功能在一些中高階的消費級無線AP也曾出現過。這項功能是無線AP在收到裝置發出連線需求的封包時,無線AP會進行一連串的驗證,之後將裝置引導到較好的無線環境。普遍上的運用,是當裝置要求連接上無線AP時,無線AP會判斷裝置是否支援5GHz的頻段、訊號強度等。如果一切都符合要求,無線AP便會在5GHz的頻段回應裝置的連線,使裝置連接上網路速率較快、無線干擾較少的5GHz的頻段。

圖4:頻段引導 – Band Steering的運作

 

・自我修復 – Self-Healing
在傳統的星狀或是樹狀網路架構中,會因為其中的某個節點故障斷線而導致其下層後方的連線裝置也跟著斷線,必須手動再連上其他可用的節點。Mesh Wi-Fi的自我修復,則可預防網路環境癱瘓的情境發生。聽起來像是一個很神奇的黑科技,其實就是運用Mesh Wi-Fi網狀網路中每個存取點都能相互連線、溝通的特性。當網路中的某個節點故障時,Mesh Wi-Fi網路會繞過故障節點,讓功能正常的節點相互連結、運作,並且同時自動尋找封包傳輸時的最佳路徑,保持網路內的連線溝通都能正常運作。

圖5:Mesh Wi-Fi每個存取點都能相互連線、溝通的特性,所以可以達成自我修復

 

・裝置引導 – Client Steering
裝置引導同樣是利用IEEE 802.11v – Wireless network management的標準技術,讓無線裝置能獲得該無線AP負載狀況或是當下頻段的資訊,進而判斷是否需切換到其他連線品質更好的AP。如此一來可以有效分散無線裝置到適合的無線AP,不會有所有裝置集中在某顆無線AP拖慢傳輸速度而其他的無線AP卻閒置的窘境。

圖6:透過裝置引導 – Client Steering可以將裝置引導至合適的無線AP

 

本篇文章介紹了Mesh Wi-Fi四大特性,包括無縫漫遊(Seamless Roaming)、頻段引導(Band Steering)、自我修復(Self-Healing)以及裝置引導(Client Steering),而市面上廠商所推出的Mesh Wi-Fi系統,是真得能夠符合Mesh的四大特性、有效實現上述的無線技術嗎? 下回我們會針對不同家的Mesh AP,做規格實際應用、涵蓋範圍以及效能之間的比較, 敬請期待!

天空聲道影音新趨勢 家庭影音生態圈新課題解析

電視/顯示屏幕、投影機與家庭劇院音響三大類產品,是建構家用視聽環境的主要元素。隨著顯示技術不斷的提升,例如螢幕解析度越來越高,消費者的焦點也從畫面呈現的細緻度轉向到高水準的音質輸出,以追求更好的影音體驗。近年來影音規格趨於多元化,形成新的家庭影音生態鏈以及創新應用趨勢,其中又以Dolby及DTS兩大環繞音效系統蔚為市場主流。

以Dolby系統音效為例,喇叭聲道數從最開始的Dolby Pro Logic 5.1聲道,規格持續升級到最高規格的Dolby Atmos 24.1.10 聲道。至於什麼是Dolby Atmos呢? Dolby Atmos為杜比實驗室於2012年4月首度發表的電影環繞音效技術,捨棄聲道概念(replaced channel dependency),將聲音混合成音頻元素 (audio element)組成一個聲音物件(sound object)。因可以布置在3D空間中的任意一點,準確地規劃聲音來源及其移動的方向和位置,更能讓環繞音效從平面進階到立體環繞,使得視聽體驗更加逼真。另外,為了完整傳遞Atmos所帶來聽覺體驗,杜比實驗室推出了全新音頻編碼技術「Dolby ED2」,Dolby ED2是Dolby E的延伸技術,因此可以向下相容;透過全新的後設資料系統(Professional Metadata, PMD),Dolby ED2編碼技術可以完整傳遞更有如臨現場的聽覺享受。

圖1:家庭杜比全景聲示意圖

 

「Dolby Atmos for Home」杜比天空聲道 到你家

2014年杜比實驗室有了重大宣佈,將原本只能在電影院才能享有的Dolby Atmos技術,帶入家庭劇院系統,稱為「Dolby Atmos for Home」。家用的Atmos版本目前最多支援24個平面聲道與10個天空聲道(24.1.10),可以同步處理多達128個聲音物件(sound object)。在今年的WWDC 2018上也宣布最新版的tvOS將支援Dolby Atmos,此版本升級可以讓家中的系統更加接近電影院的聲效,更讓消費者不必出門就能在家享受到這新一代的立體環繞音效,進一步提升家庭劇院效果。

然而,在現實生活中,消費者真的能夠根據產品規格、挑選出符合自身期待的影音設備嗎?不知您是否有過這樣經驗,在參觀影音設備專賣店時,不但聽了店員詳盡的解說也仔細看了產品規格,興高采烈地買回家後,卻發現喇叭聲音不夠大、高音不透徹、低音不夠力,甚至調高聲量卻帶來超震撼的破音效果?

 

影音生態圈驗證方案 盡在百佳泰

在音頻量測上累積多年經驗的百佳泰實驗室,深知「音質」是影響使用者觀感的一大主因,特別是Dolby Atmos主打音質「細膩擬真」為特色,各聲道只要出現任何一點異常狀況,就會更加影響到觀賞影片的興致。以Dolby Atmos測試為例,在測試過程中我們發現,破音跟雜音是偶有發生的,不過也因為Dolby Atmos的聲道數多,每個聲道都各自負責不同聲音表現,要怎麼從眾多的喇叭中評測出微小的聲音異狀也是一大課題。因此針對Dolby Atmos測試,我們備齊了市面上所有支援Dolby Atmos功能的影音相關設備,以確保設備的多樣性及配置可以符合不同客戶的產品規格以及測試需求。
※關於支援Dolby Atmos功能之AVR清單,可參考Dolby官方網站 https://www.dolby.com/us/en/categories/AVR.pdf

根據百佳泰測試團隊的Issue Database的大數據分析,我們發現在家庭影音的相容性測試中,週邊設備在串接使用中所造成的問題,影像與聲音的問題大約各占一半左右。

以下為我們從以往家庭影音測試案件中挑選出幾種驗證過程中的常見問題:

圖2:家庭影音設備串接示意圖

1. 聲音輸出不同步或聲道輸出不正常
當機上盒在播放影片中的某特定片段時,發生背景聲能夠正常輸出、人聲卻突然被消音;另外,影片播放時不同聲道(如低重音、左右聲道)所輸出的聲音不同步或不正常,亦或在特定操作如暫停、快轉、回放、系統休眠之後會發生爆音或無法輸出聲音的狀況。意味著AMP/AVR在解碼或系統狀態切換時,與播放源頭的影片發生了相容性問題。
2. 影像、字幕或預覽視窗無法顯示
除了產品功能性測試,百佳泰也會模擬一般使用者執行情境測試,例如,透過遙控器模擬使用者想要快速得知劇情發展的真實狀況,在使用者移動時間軸的當下,預覽視窗快轉至欲觀看的片段,但測試團隊發現時間軸上的預覽視窗呈現黑屏,未正常載入,或是特定設備連接後在操作時會有影像或字幕不正常顯示的狀況。
3. 關閉任一串接設備,影音無法跟著連動
將TV與AMP串接、進行影片播放時,您是否有發生過以下狀況?
– 將電視關機之後再開機,卻發現影片並沒有繼續播放,而是回到影片的開頭重頭播放
– TV持續開機狀態但關閉AMP後,TV喇叭輸出的聲音突然間變大聲
– TV串接soundbar時,TV遙控器還可以調整soundbar聲音,然換成串接AVR時,TV遙控器卻無法控制AVR;反之若是先串接AVR、再換成soundbar, TV遙控器不但能控制AVR音量,也可控制soundbar,並沒有問題發生
這些非預期效果,在經由我們測試之後,發現可能與影音訊號的解碼或HDMI CEC相容性(註1)問題有關,由於不同廠牌影音設備之間多少都會遇到協定溝通上的差異,我們建議廠商在出貨前能夠進行相容性測試,以避免造成使用者體驗不佳等情況發生。
註1:所謂的HDMI CEC(Consumer Electronics Control)相容性功能,為HDMI傳輸的規範之一,指的是可以讓不同品牌及器材之間的遙控器互通,例如A牌的TV與B牌AMP串接時可以用A牌的TV遙控器控制B牌AMP。
總結
目前家庭影音產品有別於過往的從單一功能逐漸走向多功能前進,針對現代家庭擁有多樣化視聽娛樂設備的趨勢,例如Dolby及DTS環繞音效系統,消費者除了對音效品質日益漸高的要求外,各影音規格是否具備在影音裝置有效運作的能力,這將會是周邊設備廠商重要課題之一。上述發生的常見問題其背後原因各有不同,有些是AVR音效解碼問題,有些則是HDMI CEC相容性問題等;這些潛在的問題風險,都需要靠多樣化的測試情境設計並經過反覆驗證,才能找出問題所在,進而改善並提升品質。
隨著影音設備系統新功能與新應用的開發,擁有全球最齊全影音設備資料庫的百佳泰實驗室,已隨時準備提出在地化的影音客製化測試服務,協助客戶找出所有潛在風險危機,以符合廠商在不同市場的測試驗證需求。
如有任何相關需求或是技術疑問,歡迎聯繫 service@allion.com

搶佔電競顯示器市場 不可不知的品質驗證關鍵

電競遊戲市場前景看好,讓週邊硬體也快速發展,顯示器即為最好例子。根據TrendForce旗下WitsView的報告指出,2017年電競顯示器的出貨量約為250萬台,年增長80%;2018年預計將再增加100萬台,達到約370萬台。市場如此快速成長,顯示器品質也成為購買關鍵,電競族群的高規格產品要求,讓開發端不可忽視潛在問題風險。

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藍牙的知識產權你了解多少?

背景

藍牙5自2016年發佈以來,因其傳輸速率較前一代藍牙4.2加倍,另更以四倍的傳輸距離和八倍的推播訊息能力(即訊息乘載量),被廣泛應用於全球領先的智慧手機品牌、及物聯網中各式各樣的智慧產品。除此之外,藍牙5還支援室內定位和導航功能,結合Wi-Fi技術可實現精確度小於100公分的室內定位,無論是資料同步還是訊息推播都將提供用戶最佳體驗。藍牙5的高性能和低功耗特性及其低成本、安全性強、開發簡易等諸多優點成為眾多智慧家居廠商的首選。

但,你聽過藍牙有智慧財產權嗎?

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你的語音助手可以實現互聯互通嗎?百佳泰的相容性測試分析告訴你答案

在上一篇文章:「『你聽懂了嗎?』 語音助手的驗證困難」中,我們提到了語音助手透過無線連接和語音辨識技術,不但能執行各種多媒體播放,資訊搜尋,還能控制家中、辦公室、飯店、校園等各種智慧環境中的其他物聯網裝置。總的來說,一台語音助手必須和其他產品相容串聯運作,才能稱作是一台「智慧」語音助手,例如要能夠順利透過路由器連網或是透過藍牙同步連接手機。百佳泰根據語音助手互聯互通的使用特性,設計了一套語音助手驗證方案來測試不同語音助手的互通性。在使用6台不同廠牌的語音助手,並搭配20台手機以及20台路由器進行串聯配對實驗後,我們竟發現了不少語音助手存在相容性問題。我們認為,即使語音助手通過了Wi-Fi或者是藍牙認證,當其跟市面上各式各類的產品進行串聯時,仍舊會發生各類相容性問題。因此,我們將會針對百佳泰Wi-Fi和藍牙相容性驗證的測試結果,加以分析並闡述產品互通性上發生的問題,包括延遲、連接失敗、不一致的用戶體驗和功能性問題,並更進一步提供建議和意見。

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「你聽懂了嗎?」 語音助手的驗證困難

語音助手是語音辨識、自然語音處理的完美結合,目前為了滿足人們對遠端操控的需求,已逐漸被廣泛應用於生活中。語音助手引發顛覆傳統的人機交互模式,不斷提高移動互聯網交互體驗水準。科技大廠Amazon、Google和Apple紛紛推出語音助手產品,搶佔市場先機。然而中國的智慧家居市場潛力巨大,智能音箱作為智能家居的入口,各大廠商紛紛加入這塊市場大餅搶奪戰。2015年,京東聯合科大訊飛推出叮咚音箱,率先搶佔國內智慧音箱市場。2016年國內智慧音箱主要有叮咚、JBL和飛利浦,到2017年,小米和天貓等廠商開始佈局智慧音箱市場,紛紛推出新品,導致智慧音箱的競爭逐漸白熱化。

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《你所不知的Wi-Fi大解析》

「老闆,不好意思,請問你們的Wi-Fi密碼是什麼?」

「你們等我一下~讓我先連Wi-Fi!」

你是否有類似這樣的經驗,每到一個地方都會先詢問店家Wi-Fi密碼或是自己打開手機連上公眾Wi-Fi熱點。這種無論走到哪,都有Wi-Fi的服務已深深植入在我們的生活當中。相較早期的紅外線技術,我們要拿著裝置去找尋另一台裝置,然後兩個人尷尬的站著面對面進行檔案傳輸。Wi-Fi的出現,打破了這種尷尬局面,讓我們可以隔著幾尺、甚至幾百公尺,體驗無線所帶來的方便性與樂趣。

 

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智慧家居必備,智慧插座開啟你全新智慧生活

小小一顆智慧插座,在你的智慧家居生活中扮演著超乎想像重要的角色。

持續蓬勃發展的智慧家居,是以住宅為主體並利用先進的電腦技術、網路通信技術、自動控制技術等發展出一種高效、舒適、安全、便利的居家生活。無論是通訊設備、家用電器或安全防範系統,都衍生出相當多元化的智慧設備,例如智慧空調、智慧冰箱、智慧洗衣機還有本篇重點智慧插座等等。智慧家居通過物聯網技術來連結原本獨立的家電設備,目的是為了能簡易的管理;利用智慧插座搭配雲端服務以及智慧手機App就能夠讓原本住宅內傳統的家電產品,例如燈光照明系統、電風扇、除濕機、冷氣等立刻智慧化,智慧插座協助你雲端輕鬆管理住宅內的電源使用,為您提供全方位智慧家居解決方案。 Read more

IoT產品驗證新趨勢:無線Heat Map場域分析

在物聯網時代,所有裝置幾乎都將透過無線技術連接上網。然而,無線環境宛如無形高速公路,頻道、頻寬相當有限,物聯產品的無線功能驗證方式,與過去已有非常大差異,本篇文章將從常見的無線連接問題談起,透過實境場域的熱區圖(Heat Map)連線分析,為各位介紹物聯網時代的無線驗證趨勢。

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