最新版藍牙5.0(Bluetooth5.0；BT5)將大幅擴展個(gè)人局域網(wǎng)絡(luò )(PAN)以及網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )的連接范圍，并進(jìn)一步在家庭與建筑物自動(dòng)化領(lǐng)域挑戰Zigbee技術(shù)。從長(cháng)期來(lái)看，供貨商與分析師都呼吁不同網(wǎng)絡(luò )之間建立互連，以便在新興的物聯(lián)網(wǎng)(IoT)中實(shí)現互操作性。
低功耗、4倍距離、2倍速度、8倍傳輸
Bluetooth 5預計于2016年末至2017年初發(fā)布，其在低功耗連接的距離與速度將各自提升4倍和2倍，而無(wú)連接式的廣播數據傳輸量將提升八倍。
藍牙技術(shù)聯(lián)盟(BluetoothSIG)一舉將BT5的峰值傳輸速率從1Mbits/s提高到2Mbits/s，連接范圍也從30公尺延伸到100公尺。根據BluetoothSIG在正式發(fā)布BT5與網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )規格時(shí)指出，這些增強的功能以及更大的廣播數據傳輸量，將使“我們從「app與設備配對」(app-paired-to-device)的模式轉向「非聯(lián)機式」(connectionless)的IoT服務(wù)發(fā)展。”
專(zhuān)為BT5打造的芯片也必須擴展物理層，預計在今年底以前就可開(kāi)始出貨。至今尚未命名的BT網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )規格將與現有芯片兼容，因此預計會(huì )更早出現。
市調公司ABIResearch分析師AndrewZignani表示，這一進(jìn)展讓藍牙更進(jìn)一步擴展到整個(gè)家庭與庭院，利用智能手機或平板電腦就可以當作控制器，因而不必像Zigbee一樣還需使用家庭網(wǎng)關(guān)。
透過(guò)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )，藍牙甚至還能夠深入智能建筑物與智能城市等應用。然而，他補充說(shuō)，“它還必須逐漸整合于涵蓋Wi-Fi、ZigBee、Thread與Z-Wave等多種無(wú)線(xiàn)技術(shù)的IoT網(wǎng)關(guān)或智慧中樞(hub)，”才能完全實(shí)現IoT。
“對于智慧家庭和建筑物來(lái)說(shuō)，涵蓋范圍至關(guān)重要，而速度更快更好，”賽普拉斯半導體(CypressSemiconductor)無(wú)線(xiàn)部門(mén)副總裁EranSandhaus表示。Cypress最近還收購了博通(Broadcom)的IoT業(yè)務(wù)。
Cypress目前己開(kāi)始出樣新的藍牙芯片，透過(guò)內建的升壓功率放大器將連接范圍擴展到400公尺，不過(guò)其代價(jià)是更高的功耗。“市場(chǎng)對于長(cháng)距離藍牙的需求高于預期，”Sandhaus強調，客戶(hù)將會(huì )使用這些芯片控制一切事物，從家中庭院的灑水器到停車(chē)計費表等。
為了擴展傳輸范圍，BT5將使用更精密的接收器設計，而非Cypress開(kāi)發(fā)的發(fā)射機。該規格還支持更高8倍的廣播數據傳輸速率，提高其室內定位app與網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )應用。
ABIResearch的Zignani指出，網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )規格將大幅擴展藍牙所支持的范圍與節點(diǎn)數量，還可利用整個(gè)節點(diǎn)之間共享的數據，實(shí)現各種智能應用。
相較于ZigBee與Thread所用的途徑，網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )將采用其他更簡(jiǎn)單的建置方式。但Zignani指出，其折衷之處在于“所有的節點(diǎn)都接收信息以及進(jìn)行傳送，甚至是不相關(guān)的，這表示設備必須花更多時(shí)間于喚醒以及傳遞不一定必要的信息，增加了網(wǎng)絡(luò )的功耗負載。”
其結果是“延遲并不算太嚴重......雖然消耗更多的功率，但你能將信息傳送地更遠，而且也更簡(jiǎn)單。”Cypress的Sandhaus補充說(shuō)，這些增強的功能將使藍牙越來(lái)越有能力與Zigbee競爭消費與商用傳感器節點(diǎn)等應用。
打造互連互通的IoT網(wǎng)絡(luò )
當然，各種競爭的無(wú)線(xiàn)技術(shù)也不會(huì )等閑視之。
去年十二月，Zigbee聯(lián)盟(ZigbeeAlliance)批準其3.0規格，為其瞄準家庭與建筑物自動(dòng)化的初始ZigBee規格建立統一各種應用配置的共同架構，并展開(kāi)與EnOcean聯(lián)盟的合作。在一年多以前，該聯(lián)盟還曾與Google旗下Nest推出的智能家居協(xié)議Thread達成互操作性協(xié)議。
新的900MHz HaLow為Wi-Fi帶來(lái)了更長(cháng)的距離以及更低功耗，“Z-Wave則繼續保有其于家庭安全市場(chǎng)的強力位置，”Zignani強調。
Thread提供基于基于IPv6的802.15.4網(wǎng)絡(luò )版本，而Zigbee則早在去年即已支持Thread。“雖然藍牙4.2規范規定提供支持6LoWPAN的能力......但這還未經(jīng)標準化，”Zignani認為IPv6可望成為“確保執行于不同網(wǎng)絡(luò )層的各種IoT設備之間互操作性”的潛在關(guān)鍵途徑。
最終，“并不會(huì )只有一種連網(wǎng)解決方案......但采用Wi-Fi、藍牙與802.15.4等技術(shù)組合的設備，每一種技術(shù)都有各自的長(cháng)處和限制，”從而為多協(xié)議芯片與家用路由器開(kāi)啟機會(huì )之門(mén)。
BluetoothSIG已為IP支持成立了一個(gè)工作組，但其爭議點(diǎn)同樣在于采用IP的成本。“如果你必須在本地處理每個(gè)單元，IP可能是非常重要的，但許多app多半透過(guò)手機或家庭中樞作業(yè)，所以只需使用網(wǎng)絡(luò )處理轉換層，”Sandhaus說(shuō)，“IPv6需要較繁重的堆棧和協(xié)議，并不一定都具有成本和功率效率，所以只在需要時(shí)才使用。”
整體而言，Sandhaus同意各種不同的技術(shù)之間尋求合作(而非競爭)，才是物聯(lián)網(wǎng)的未來(lái)方式。“目前彼此之間存在很大的差距，而藍牙5.0就是要試著(zhù)消除其中一部份的差距，”Sandhaus說(shuō)，“長(cháng)期來(lái)看，我們需要融合藍牙和Wi-Fi，共同打造無(wú)處不在的網(wǎng)絡(luò )……”
根據BluetoothSIG預計，今年將有近30億個(gè)藍牙設備出貨，這一數字將在2020年時(shí)達到50億臺，屆時(shí)將在物聯(lián)網(wǎng)中占1/3的節點(diǎn)。
根據ABIResearch，藍牙目前在智慧家庭市場(chǎng)的占有率約為8%，預計將在2021年以前成長(cháng)超過(guò)26%。然而，Zignani指出，“基于802.15.4的解決方案，如ZigBee與Thread，預計將強勁成長(cháng)，從目前不到17%的市占率快速成長(cháng)，預計將在2021年以前達到近30%。”
