資訊產業發展與無線接取技術演進歷程

資訊產業是二十世紀產業發展的重點，資訊產品涵蓋硬體設備與軟體服務 等。而其發展與演進，則以電腦產品的發展為主體，並伴隨其他支援產業，故資 訊產業係電腦及其周邊產業之泛稱；因此，探討資訊產業之發展，則需從電腦產 業的發展與演進歷程說起。

2.1.1 全球資訊產業的發展

綜觀全球電腦產業的發展史，各型態的電腦演進都顯示著是對於機器不斷地 為特定使用者需求加以改良與改善，整個發展過程中，不時有新興的重大元件出 現，不僅符合原電腦使用者的需求，更不斷吸引新使用者來使用電腦，甚至引發 出新型機器的發明，創造新的電腦技術領域。

Malerba 等人(2001)將電腦產業的發展分為四大時期。第一時期，主要是大 型主機時代，主要是大型企業或大型科學實驗為主要的購買與使用者，用來處理 大量的運算工作。而第二時期開始於積體電路的出現與微型電腦的發展。第三時 期則是個人電腦時期，歸功於微電腦的發明。第四時期是為網路電腦時代，運用 大量的網際網路。然而技術演進之下，2007 年雲端運算(Cloud Computing)的概 念提出，更可能是為傳統電腦資訊大廠的下一波資訊產業的典範移轉。吾人將以 Malerba 之分類為基礎，加入新興資訊產業之雲端運算趨勢，將資訊產業演進歷 程典範分期如下說明：

(1) 萌芽期

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二次大戰之後，各國政府提出發展能符合政府需求的電腦專案，進而引起歐 美各國企業，在 40 年代末期與 50 年代初期投入研發電腦，這些企業希望能發展 出，大規模運算需求的科學實驗室或大型企業。而在這場開發戰之中，國際大廠 IBM 最終主導全球大型電腦市場。資訊產業中元件突破有其重要的影響，積體 電路的發明與發展，大幅改善大型電腦的效能，並使得進入大型電腦產業的門檻 降低，引發更多的競爭者進入。此外，積體電路(integrated circuit，IC)的設計，

使新款電腦運算能力更強，成本也更低，更發展出微型電腦。而微型電腦的出現，

讓中型規模的實驗室、製造公司以及一些小企業能加以運用。在積體電路的運用 上，微處理器的出現運用，大幅降低生產成本，電腦不僅有更新的功能，更可以 低成本的型態出產，開啟了個人電腦(personal computer，PC)運用時代，更開發 出市場需求。

(3) 成熟期

90年代末期之後，電腦運算技術逐漸成熟，與相關零組件技術上的突破，資 訊產業發展重心從個人電腦產業，朝向輕量化、可隨身攜帶的方向發展，即是往 筆記型電腦(notebook，NB)產品發展。筆記型電腦是在移動性上，遠優於桌上型 電腦，也因產品發展需符合移動性因素，因此其購入成本，遠高於桌上型電腦；

然而在科技發展的不斷突破與整體資訊產業的規模經濟(economic of scale)效益 之帶動下，使筆記型電腦更低價化，且因其效能與個人桌上型電腦差異不遠，使 其成長率高於桌上型電腦，並加速了取代桌上型電腦產品效應，成為資訊產業的 成長主力。

在資訊科技產業進入後 PC 時代之際，網際網路的興起，是帶動整個社會由 個人電腦的運算社會，逐漸邁入以連網裝置為主體的網路世代。網際網路(Internet) 所形成的網路空間（cyber space），讓人們得以透過電腦工具及網路進行工作、

溝通。透過 Internet 可使企業與企業、個人與企業、個人與個人間形成相互連 結的網路系統，數位或資訊產品與服務可藉由 Internet 來傳遞給顧客。資訊數位 化之後，透過跨越網路相互傳遞；這種突破時間、空間的特性，對於人類社會的 互動關係將帶來相當大的衝擊，更創造出新的商業模式。

資訊產業邁入了網路時代，使用者對於電腦不再僅是運算功能需求，更是界 定成為網際網路的平台載具。傳統上網方式是以固定式接取上網，而隨著無線接 取技術的進步之下，使用者可不必再侷限於使用固定線路接取上網。同時，具備 移動性的筆記型電腦，正與無線上網的移動便利性概念相結合，成為網路時代之 下、資訊產業中最具成長與發展之重點。網路時代的來臨，資訊產業的發展更從 運算技術的追求突破，拓展到數據傳輸上的需求運用上。

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(4) 轉換期

搜尋引擎巨擘 Google 在 2007 年 10 月宣布與 IBM 合作藍雲(Blue Cloud)全球 資料中心，世人開始重視雲端運算(Cloud Computing)的提出與發展。而雲端運算 是一種概念性說法，是全球資訊產業近 50 年來歷經以企業為主體的大型電腦時 代，繼而以專業人士為主體的個人電腦時代，再以消費者為主體的網際網路時代 等多重要的資訊業的典範移轉下，所衍化出來的產物。

全球資訊產業發展演進趨勢，從以運算處理為主的電腦時代，與歷經以運算 與數據傳輸為主的網路時代之後；接著雲端運算，是建構在優良的數據傳輸技術 之下的處理平台，未來將取代傳統的運算。雲端運算簡單定義是指：透過網際網 路提供虛擬化及動態運算資源給不在同一區域內的企業用戶，只要能滿足使用者 的運算需求，即是為雲端運算。雲端運算簡單比喻而言是如同自來水的概念，雲 端服務廠商如同自來水廠，提供用戶運算處理的需求；使用戶只需裝上「水龍頭」

(資通訊硬體的平台載具)之後，即可進行運算與數據傳輸服務。雲端運算廣義而 言，以資訊技術需求的角度，雲端運算是提供一套有效的方法來動態提升企業所 需的運算能力，而不需再投資新的基礎建設、訓練新進員工或是購買新的軟體。

以企業用戶的角度，透過雲端運算可以節省硬體主機及軟體授權的費用。從供應 商的角度，透過雲端運算則可以節省大量的應用程式維護成本。

然而在此之下，主宰雲端產業發展的關鍵點，在於連結服務廠商與使用者之 間的自來水管，即與使用者的「最後一哩」，即是上網接取技術的發展應用上；

而無線化、行動化所提供的便利、靈活性，更可開拓出許多的應用模式。因此，

最後一哩的無線化，無線接取技術將是雲端運算概念的發展重點核心。

2.1.2 無線接取技術演進歷程

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1990 年後電腦計算技術持續進步，中後期朝向商務與娛樂等應用發展，而 全球上網用戶也高速成長。在網際網路的盛行之下，整個社會逐漸由個人電腦帶 動的運算社會，逐漸邁入以連網裝置為主體的網路世代，不論是有線網路亦或無 線網路，均朝向寬頻架構發展，移動化、無所不在的網路社會架構正逐漸成型。

網路的建置與使用已日趨普及，寬頻網路用戶數也逐年成長，人們在日常生 活中已逐漸慣於利用資通訊產品滿足生活所需。在此趨勢下，將有助廠商發展多 元的創新應用與服務。連結電腦與網路的網路接取技術，是以超過一半以上的市 占率的 DSL 為主流，接著是 Cable Modem，光纖技術也逐步增加當中。寬頻技 術的發展到 21 世紀的新局面，人們不再甘於被限制在固定的地點上網，同時也 要求需要有高的網路品質。隨著網際網路的普及，及可攜式行動產品市場的逐漸 成熟茁壯，市場對於無線寬頻應用服務的需求亦逐漸浮現。無線接取技術是拓展 寬頻無線上網的基礎，以下將介紹資訊產業中的主要運用的無線接取技術：

(1) Wi-Fi 發展

WLAN(Wireless Local Area Network，無線區域網路)的出現，讓人們可在特 定 範 圍 內 使 用 無 線 寬 頻 上 網 ， 而 所 使 用 的 技 術 是 通 稱 為 Wi-Fi(Wireless Fidelity) ，而一般常見產品運用則是建立於IEEE 802.11標準之上。表 2.1 將 Wi-Fi(802.11 系列)技術做一整理說明。IEEE在 1997 年開始發展IEEE 802.11 系 列，使用頻率有 2.4GHz其技術標準與 5GHz其技術標準。IEEE 802.11b因使用 2.4GHz頻段，加上支援廠商多，促使價格大幅下降，並成為WLAN之主流。近 來Wi-Fi無線技術發展是以在 2.4GHz的工作頻率下，不斷追求傳輸速率上的提升 與拓廣傳輸距離的範圍，而最新一代Wi-Fi規格是 802.11n，可以提供高達 540M 的無線傳輸速率，傳輸範圍更達到半徑 300M內。

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表 2.1 802.11 各項傳輸技術標準之比較

技術標準 工作頻率 傳輸速率 傳輸距離 制定時間

11 2.4GHz 2Mbps 100M 1997/07 11a 5 GHz 54Mbps 30M 1999/09 11b 2.4GHz 11Mbps 100M 1999/09 11g 2.4GHz 54Mbps 100M 2003/07 11n 2.4GHz 540Mbps 300M 2009/09

資料來源：修改 MIC/ITIS(2008/05)

(2) WiMAX 發展-(準 4G 技術)

21 世紀人們不再甘於被限制在固定的地點上網，同時也要求需要有高的網 路品質。藉由無線寬頻技術，服務將不再如同以往僅能透過固接式的線路，在固 定的地點提供，具備隨時隨地(anytime、anywhere)的行動寬頻應用服務儼然成為 未 來 主 流 ， IEEE 於 是 制 定 了 802.16 系 列 標 準 ， 通 稱 為 WiMAX (world interoperability for microwave access，全球微波存取技術)，提供寬頻無線接取，

藉由無線方式建構都會最後一哩網路，以提高網路佈建效率，解決有線網路鋪設 費問題，並進一步滿足未來無線數據需求。WiMAX 從應用來說，是像 DSL 及 Cable Modem 一樣的寬頻連線技術，只不過 WiMAX 是透過無線傳輸的方式，不 需要挖管佈線，也就是「最後一哩」的無線化。

WiMAX 在 2001 年 12 月，以固定式寬頻無線網路自居，IEEE 802.16 系列 一開始定義其標準為一固定式(fixed)、單點對多點(point-to-multipoint)寬頻無線接 取系統。而 802.16-2004(原 802.16d)是針對先前 802.16 系列上的整合與修訂版 本，於 2004 年 10 月正式發佈，是目前續存發展、支援固定式(fixed)及可攜式 (portable)通訊之標準版本，更增加了支持使用者移動性的部分功能，以便支援後

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來的移動式無線接取系統。然而在 2005 年之後，WiMAX Forum 甚至希望能延 伸至行動寬頻無線領域。而在 2006 年 2 月公布「Mobile WiMAX-802.16e」，是 802.16-2004 的增強版本。802.16-2005(即原 802.16e)標準可同時支援固定式和移 動式寬頻無線接取系統，且與 802.16d 標準相容；更採用多輸入多輸出(multi-input multi-output ，MIMO)天線技術，支援了移動性運用。802.16-2005 提出了一種既

來的移動式無線接取系統。然而在 2005 年之後，WiMAX Forum 甚至希望能延 伸至行動寬頻無線領域。而在 2006 年 2 月公布「Mobile WiMAX-802.16e」，是 802.16-2004 的增強版本。802.16-2005(即原 802.16e)標準可同時支援固定式和移 動式寬頻無線接取系統，且與 802.16d 標準相容；更採用多輸入多輸出(multi-input multi-output ，MIMO)天線技術，支援了移動性運用。802.16-2005 提出了一種既