藍(lán)牙搶ZigBee的地盤?別忘了更強(qiáng)勁的對手LPWAN

責(zé)任編輯:editor007

作者:趙小飛

2015-11-16 17:29:25

摘自:英維塔

藍(lán)牙、ZigBee在低功耗、易組網(wǎng)等方面的優(yōu)勢成為各種近距離物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景中重要通訊方式。綜合上文中各類指標(biāo)的對比,加上直達(dá)云端的優(yōu)勢,未來低功耗物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中,LPWAN將對藍(lán)牙和ZigBee產(chǎn)生巨大沖擊。

  摘要:

藍(lán)牙、ZigBee在低功耗、易組網(wǎng)等方面的優(yōu)勢成為各種近距離物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景中重要通訊方式。不過,隨著低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)(LPWAN)的普及,這一領(lǐng)域?qū)⒂瓉硇碌母偁幷撸涓鞣N能力并不占下風(fēng),且具備直達(dá)云端的優(yōu)勢,未來在智能家居、可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域大有可為。

近日,藍(lán)牙聯(lián)盟(SIG)公布了其2016技術(shù)路線,藍(lán)牙作用距離將在目前的基礎(chǔ)上增加3倍,在能耗不變的情況下數(shù)據(jù)傳輸速率將增長100%,且開始支持網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。在筆者看來,這些特征與ZigBee針鋒相對,使藍(lán)牙在智能家居、可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域競爭力進(jìn)一步增強(qiáng)。不可否認(rèn),藍(lán)牙、ZigBee在低功耗、易組網(wǎng)等方面具有優(yōu)勢,成為各種近距離物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景中與WiFi形成補(bǔ)充的通訊方式。不過,隨著低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)(LPWAN)的普及,這一領(lǐng)域?qū)⒂瓉硇碌母偁幷?,可穿戴設(shè)備、傳感器數(shù)據(jù)傳輸中LPWAN也將占據(jù)一席之地。

  各種能力對比,LPWAN并不在下風(fēng)

在各類近距離通訊協(xié)議的爭論中,我們往往拿幾個(gè)指標(biāo)進(jìn)行對比,包括傳輸速率、功耗、距離、組網(wǎng)等指標(biāo),其中WiFi高帶寬和高功耗的特征,更適用于各類插電和需要高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)備,而藍(lán)牙和ZigBee更適用于電池供電或自供電的設(shè)備,包括可穿戴和大量傳感器數(shù)據(jù)傳輸。低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)(LPWAN)在這些指標(biāo)中表現(xiàn)如何呢?

(1)從距離角度來看,正如筆者在此前文章《補(bǔ)齊物聯(lián)網(wǎng)通信層重大短板,低功耗蜂窩網(wǎng)絡(luò)號角吹響》中所指出,就像當(dāng)前3G/4G一張無處不在的蜂窩網(wǎng)絡(luò)一樣,未來運(yùn)營商級的低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)將是整個(gè)城市甚至國家廣覆蓋的一張大網(wǎng)。與藍(lán)牙和ZigBee相比,由于LPWAN網(wǎng)絡(luò)廣覆蓋、穿透性強(qiáng)的特征,無處不在的網(wǎng)絡(luò)可以讓各類低功耗設(shè)備隨時(shí)接入,連那些深埋在地下的管網(wǎng)和各種角落的計(jì)量表都可以實(shí)現(xiàn)覆蓋和連接,因此LPWAN同樣可以達(dá)到藍(lán)牙、ZigBee等近距離環(huán)境下設(shè)備無縫互聯(lián)互通的目的,且LPWAN也適合廣域布局的設(shè)備。

(2)從功耗角度來看,LPWAN具有更低功耗,對于一些電池供電的設(shè)備來說,數(shù)年甚至十幾年都無需更換電池,功耗表現(xiàn)優(yōu)于藍(lán)牙和ZigBee。當(dāng)然,功耗與傳輸速率不可兼得,獲得這樣的功耗表現(xiàn),需付出超低數(shù)據(jù)帶寬的代價(jià),以LPWAN典型代表LoRaWAN為例,該網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速率范圍為0.3 kbps至50 kbps,這一速率大大低于藍(lán)牙4.0和ZigBee的理論傳輸速率。不過,對于大量僅需較少數(shù)據(jù)傳輸量但對功耗要求極高的穿戴設(shè)備、傳感器來說,LPWAN明顯是其最佳的選擇。

(3)從組網(wǎng)角度來看,ZigBee一直引以為豪的是組網(wǎng)能力強(qiáng),一個(gè)網(wǎng)關(guān)理論上可連接數(shù)萬設(shè)備,且可以Mesh組網(wǎng);藍(lán)牙2016技術(shù)路線也將Mesh組網(wǎng)作為發(fā)展方向。不過,對于用戶來說,再初次使用這些協(xié)議的設(shè)備時(shí)仍需要進(jìn)行配置,雖然配置并不復(fù)雜,但仍會或多或少造成用戶的麻煩。而LPWAN作為廣域網(wǎng)絡(luò),只要支持該網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的設(shè)備均可直接接入相應(yīng)網(wǎng)絡(luò),無需手動配置,就像手機(jī)一樣,開機(jī)即可接入網(wǎng)絡(luò),提升用戶體驗(yàn)。

更有直達(dá)云端的優(yōu)勢

對于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用來說,硬件本身價(jià)值有限,而在硬件使用過程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)潛力是無限的,通過云端進(jìn)行各種數(shù)據(jù)分析挖掘意義重大,因此各種通訊協(xié)議的一大重要功能是要實(shí)現(xiàn)將采集的數(shù)據(jù)傳輸至云端,并將云端處理的數(shù)據(jù)反饋至設(shè)備。不過,使用不同協(xié)議的設(shè)備與云端數(shù)據(jù)上傳下行的形式和效率差別很大。

眾所周知,在很多可穿戴設(shè)備應(yīng)用場景中,由于隨時(shí)隨地移動性和功耗的考慮,往往采用藍(lán)牙的方案,將設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)同步到手機(jī)后上傳至云端;在智能家居應(yīng)用場景中,大量的低功耗傳感器數(shù)據(jù)需要采集和傳輸,若采用ZigBee的方式,數(shù)據(jù)采集后需要經(jīng)由ZigBee網(wǎng)關(guān)與家庭WiFi路由器連接后上傳至云端。很明顯,采用藍(lán)牙或ZigBee兩種低功耗技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)直達(dá)云端,而需要設(shè)置中繼環(huán)節(jié)才能完成,對于用戶來說,要實(shí)這些低功耗方案,我們不得不額外使用手機(jī)或安裝網(wǎng)關(guān),如果那些低功耗設(shè)備的數(shù)據(jù)無需中繼直接與云端實(shí)現(xiàn)上傳下行,則會大大簡化智能化場景的方案設(shè)計(jì)。

LPWAN在這方面具備了無可比擬的優(yōu)勢,用戶只需使用支持LPWAN的終端設(shè)備,無需考慮手機(jī)、網(wǎng)關(guān)等輔助設(shè)備,即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)直達(dá)云端。雖然通過LPWAN是星形網(wǎng)絡(luò),需要通過網(wǎng)關(guān)或基站實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上下行,但這些設(shè)置是網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商所考慮和實(shí)施的,無需用戶額外配置。

綜合上文中各類指標(biāo)的對比,加上直達(dá)云端的優(yōu)勢,未來低功耗物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中,LPWAN將對藍(lán)牙和ZigBee產(chǎn)生巨大沖擊。不過,就目前來看,LPWAN還需要一段路要走。

廣泛認(rèn)知促進(jìn)普及

當(dāng)前,全球多家主流運(yùn)營商開始支持或搭建LPWAN網(wǎng)絡(luò),基于LPWAN的應(yīng)用案例也不少,包括水、電、燃?xì)?、熱力抄表,城市路燈監(jiān)控,垃圾點(diǎn)監(jiān)測,倉儲等產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域,在智能家居、可穿戴設(shè)備等消費(fèi)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域尚未應(yīng)用。

一項(xiàng)技術(shù)在消費(fèi)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的普及,在很大程度上受益于人們對其認(rèn)知。在今年8月舉辦的亞洲藍(lán)牙大會上,藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟宣布藍(lán)牙目前的年出貨量已達(dá)30億的水平,在筆者看來,這一大規(guī)模的出貨量,與以往藍(lán)牙在智能手機(jī)中的普及有著很大關(guān)系,正是由于在智能手機(jī)等消費(fèi)電子中的普及,促使人們對藍(lán)牙認(rèn)知的普及,也讓藍(lán)牙步入物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中時(shí)人們并不陌生。

對于LPWAN來說,除了從技術(shù)演進(jìn)上向適合消費(fèi)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的方向努力,比如可植入穿戴設(shè)備中的更小體積的芯片等,從一些消費(fèi)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品切入形成示范應(yīng)用,讓人們對這一技術(shù)體驗(yàn)有直觀認(rèn)知也非常重要。我們看到,相關(guān)廠商正在這一方向上進(jìn)行嘗試,在近期舉行的2015全球移動寬帶論壇上,華為與合作伙伴展示了基于NB-IOT低功耗蜂窩網(wǎng)絡(luò)方案的各種消費(fèi)物聯(lián)網(wǎng)方案,包括具有智能追蹤、超距告警、電子鎖控制、電池監(jiān)控等的智能拉桿箱,具備位置定位的防盜功能的智能自行車,以及寵物定位設(shè)備。類似這些應(yīng)用LPWAN方案的消費(fèi)類產(chǎn)品的嘗試,相信對于消費(fèi)端用戶認(rèn)知提升具有積極影響。

當(dāng)我們還在關(guān)注WiFi、藍(lán)牙、ZigBee這些近距離通信技術(shù)在智能家居領(lǐng)域之爭時(shí),低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)已在悄然發(fā)展,近距離領(lǐng)域的競爭不僅發(fā)生在其領(lǐng)域內(nèi),遠(yuǎn)距離通信也加入了這一行列,LPWAN在低功耗近距離物聯(lián)網(wǎng)通信領(lǐng)域也將大有可為。

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