上一期，我从“更加快速”的角度展望了无线局域网技术的未来的发展方向。 但是，技术进步的方向并不一定需要局限于“更快更强”的长远目标。 “更小、更便宜、更低功耗”也是无线技术的另一个发展方向。 本期，我们从稍微不同的角度来思考一下“轻、薄、短、小”的无线技术。
 

WiFi 最初是为 PC 开发的，但随着它变得更小、更便宜，它也有可能应用于 PC 以外的领域。拥有WiFi功能的手机现在已经司空见惯，拥有WiFi功能的电视和打印机的产品也在逐步增加。 另外WiFi也在慢慢普及到数码相机、硬盘 (NAS) 和媒体播放器 (DVD)等领域中。那么这种趋势到底还会持续多远，以及为了普及到各种领域还存在哪些挑战呢？
我们最终的目标是在普通家庭使用的所有电器…不仅是电视和DVD，包括空调、冰箱、热水器、照明器中都搭载WiFi，只用手边的手机就能控制一切电器，这是我们构建的未来的蓝图(※注)。但是，为了实现这样的愿景，WiFi还需要解决几个问题。
(※注)也许有人会觉得“好像在哪里听说过”。也许有人会想起“TRON电脑住宅”和“回声网”。而上述所说的“普通家庭的数字联网”是计算机业界30年来的梦想。

标准协议的缺失
在文章开头提到“WiFi本来是为PC服务而开发的”。这意味着什么呢?基本上使用方法是由用户“看”来操作的。无论是WiFi打印机还是WiFi电视，首先需要在PC上打开浏览器，输入IP地址，查看设备的网页。这对于“人使用机器”可能没有问题，但是对于“机器连接机器(Macine-To-Macihne，即M2M)”来说并没有帮助。

并不是没有IP网络上的自动检测、设备间的控制协议，反而是太多了。SNMP, RPC, ,SLP, UPnP, WSDP, mDNS, DLNA…很容易列举出超过20个。但是，当时只是出现了很多小的“标准”，“机器连接机器”的IP标准协议尚未确定。为了将WiFi应用于M2M，是选择其中的一种方法，还是重新制定一个全新的“标准”，无论哪一种选择都各有优缺点，似乎并不简单。

接入点的优缺点
WiFi无线网络以拥有接入点(AP)的存在为前提。虽然也有不需要AP的Adhoc模式，但是因为各种不方便，所以应用场景并不多。这个“首先有AP”的前提也不适合M2M网络的特性。
为了解决这个问题，Wi-Fi 联盟正在制定名为“Wi-Fi Direct”的新规格。以前“主机(接入点)”和“分机(站)”的功能是分开的，但是现在可以根据用途，使分机可以作为简单的AP(※注)来使用，且可动态创建小型无线局域网。
Wi-Fi Direct还考虑了上述所提到的连接协议标准化问题，并计划简化设备之间的服务搜索和设备间的连接。但是，关于这一部分到底该如何标准化，还有很多不明确的点。
(※注)这种简单的 AP 功能有时被称为“SoftAP”。

低功耗
一般的WiFi模块工作时的功耗为1.5W左右(接收信号时1W，发送信号时2W)，对于需要内置在家电产品内的大规模集成电路（简称为LSI）来说是非常高的功耗值。对比蓝牙和Zigbee的功耗需要不到0.1W的情况，WiFi模块则需要多消耗十倍以上的电量。
实际上这个数字从10年前开始就没有很大变化，即使是2002年左右的802.11b的PCMCIA卡，与现在的PCIe接口的802.11n模块(单频)的平均耗电量也大致相同。随着LSI技术的进步，每个电路规模的耗电量确实在下降，但可以看出WiFi产品作为“PC用”在保持耗电量的情况下在增大电路规模，并向提高通信速度方向发展。反过来说，如果用现在的技术制造出可限制电路规模(降低通信速度)的芯片，即使是WiFi也应该可以降低耗电量。GainSpan 公司或者Microchip公司（旧Zero-G Wireless公司)已发售了待机功耗为1mW以下，运行时500mW以下的产品。
WiFi功耗较大的原因还包括对WiFi进行了一些更改设计，例如可以根据通信状态来控制发送功率，或者是运用深度睡眠或无线唤醒（Wake on Wireless）的省电模式 。

(※注1)一般WiFi的传输功率为25mW，Bluetooth和ZigBee的传输功率约为1mW。
(※注2)无线电路在待机状态也会消耗电力，所以需要事先决定信号的交换时间，并在预计的接收时间之前切断接收电路的电源来实现省电化。接收电路运行的时间间隔称为“接收占空比”，ZigBee 等可以将其设置得比 WiFi 长得多。

低价格
在价格方面，半导体经常处于“数量多了价格就降下来了”和“价格降了数量才能多”这种蛋生鸡还是鸡生蛋的矛盾之中。只要WiFi的主要用途是作为电脑的“可选”模块，那么它的需求就不会超过一定的界限，而且也不会出现大幅降价。
另一方面，各个WiFi芯片厂家也正在研发一种可以直接安装在产品主板的芯片产品（称为Chip-on-Board, CoB），而研发出来的第一代芯片已经应用在手机、便携游戏机、平板电脑等产品中。
但是，如果目标产品为“空调或冰箱”的情况，那么只使用第一代CoB产品是远远不够的。如果是手机或者便携游戏机，CPU性能可能和几年前使用的电脑CPU的性能相似。但是，在“白色家电”...空调、电饭锅、电风扇、冰箱中使用的CPU性能都是30年前的技术程度...8 位或 16 位微型计算机在充分利用片上 ROM/RAM 的情况下运行。像这种工业用微电脑本身没有外部的接口，也无法安装WiFi驱动程序。
第二代的CoB产品可能会将控制用微电脑的功能和WiFi通信功能结合起来。“主芯片+通信芯片”的2芯片构成的产品会变为单个芯片，这将带来革命性的降价。但是，其有什么性能，会被投入到什么样的市场中，我们暂时没有具体的想象。

总结
将WiFi部署到家电产品的课题会很多，而在今后这种应用也会不断增加。随着电脑市场的低迷，以PC为主战场的WiFi芯片厂商也会寻找新的机会。和PC市场不同的是，对比PC市场来说家电市场会更加大，而且无线技术的渗透率几乎为零，因此我们更加能感到家电市场是一个更具有吸引力的新市场。
但是，家电市场绝不是一片玫瑰色的世外桃源。价格水平、可靠性/耐用性和便携、简单的要求也比 PC 市场高出几个数量级。另外，“无线技术的渗透率几乎为零”并不意味着没有竞争对手，而是众多无线技术产家正展开激烈的竞争，试图称霸这个巨大的市场。
那么在下一期，我想就以“WiFi以外的无线技术”为话题来展开讨论。
 

 

下一期：「无线局域网的目标(3)」