藍(lán)牙5.0三大核心技術(shù)大躍進(jìn) 智能家居市場或迎拐點

導(dǎo)讀：不同的無線技術(shù)早已形成“合縱連橫”的相互競爭與融合之勢，以期主導(dǎo)無線傳輸技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與市場應(yīng)用，不過繼藍(lán)牙5.0標(biāo)準(zhǔn)的到來，這種局面或?qū)l(fā)生改變，并有望給物聯(lián)網(wǎng)尤其是智能家居市場應(yīng)用帶來拐點。 

隨著物聯(lián)網(wǎng)市場逐漸成熟，作為承載“萬物互聯(lián)”的藍(lán)牙、Wi-Fi、ZigBee、蜂窩網(wǎng)絡(luò)等主流的無線傳輸技術(shù)也在加速更迭，并給細(xì)分市場帶來更大的應(yīng)用空間，然而這些技術(shù)對同時支持低功耗、低比特率和高組網(wǎng)等高度集成化的缺失，正抑制了整個市場的騰飛。與此同時，不同的無線技術(shù)也早已形成“合縱連橫”的相互競爭與融合之勢，以期主導(dǎo)無線傳輸技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與市場應(yīng)用，不過繼藍(lán)牙5.0標(biāo)準(zhǔn)的到來，這種局面或?qū)l(fā)生改變，并有望給物聯(lián)網(wǎng)尤其是智能家居市場應(yīng)用帶來拐點。

彌補(bǔ)短板藍(lán)牙5.0有望率先突圍

一直以來，藍(lán)牙、Wi-Fi、ZigBee、蜂窩網(wǎng)絡(luò)等多種無線傳輸技術(shù)都在延續(xù)與升級自身的技術(shù)路線的同時，也在不斷融合新的技術(shù)優(yōu)勢。隨著萬物互聯(lián)時代的漸行漸近，多數(shù)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備都要求集成藍(lán)牙、Wi-Fi、LTE等多種無線傳輸技術(shù)，這在一定程度上給市場發(fā)展和產(chǎn)品應(yīng)用帶來挑戰(zhàn)。

CEVA公司投資者關(guān)系及企業(yè)傳訊副總裁Richard Kingston在本刊采訪時表示，物聯(lián)網(wǎng)是存在巨大潛力的市場，擁有數(shù)十億臺聯(lián)網(wǎng)設(shè)備以及數(shù)百以至數(shù)千個用例。因此，我們并不認(rèn)為日后只會有一個主導(dǎo)性無線標(biāo)準(zhǔn)，未來將有著容納Wi-Fi、藍(lán)牙、Zigbee、Thread、LTE以及一些其它標(biāo)準(zhǔn)的空間，其中每一項標(biāo)準(zhǔn)都有獨特的優(yōu)勢和弱點。

“隨著IoT市場成熟，這些無線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)將會開始重迭，相互競爭，特別是在智能家居領(lǐng)域，我們已經(jīng)看到這種情形。”Richard Kingston進(jìn)一步表示，Wi-Fi、藍(lán)牙已經(jīng)廣泛用于智能電話和平板電腦中，不過，它們在智能家居應(yīng)用中并不是主流，在智能家居領(lǐng)域，Zigbee同樣擁有龐大的應(yīng)用空間。然而，下一代Wi-Fi和藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)趨向于具備更多功能，使得它們對于智能家居部署具有更大的吸引力。

Marvell高級產(chǎn)品營銷經(jīng)理Jawad Haider在接受本刊記者表示，Wi-Fi和藍(lán)牙作為配套的技術(shù)已經(jīng)在消費(fèi)類電子產(chǎn)品領(lǐng)域使用多年，隨著IoT和智能家居的出現(xiàn)，Wi-Fi與藍(lán)牙的使用呈現(xiàn)了爆發(fā)性的增長。多數(shù)時候，這些技術(shù)可以相互補(bǔ)充，Marvell已經(jīng)研發(fā)了多代具備片上共存機(jī)制的集成Wi-Fi和藍(lán)牙集成芯片。

wi-Fi從最初的802.11標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)到最新的802.11ah，不斷融合了低功耗和廣覆蓋的性能特點。802.11ah是IEEE啟動為面向物聯(lián)網(wǎng)WLAN技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)所制定的，并公認(rèn)其具有覆蓋面更大、支持更多用戶、更低功耗、針對中低速率進(jìn)行優(yōu)化增強(qiáng)等特點。

藍(lán)牙的性能特點也同樣在不斷拓展，繼藍(lán)牙4.2標(biāo)準(zhǔn)后，在不久前藍(lán)牙聯(lián)盟發(fā)布了最新的藍(lán)牙5.0核心技術(shù)，彌補(bǔ)了藍(lán)牙多項不足，并被視為物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，尤其是在智能家居市場的應(yīng)用將會“鉗制”其它無線技術(shù)。

藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟(Bluetooth SIG)亞太區(qū)技術(shù)項目經(jīng)理任凱在接受本刊記者采訪時表示，Bluetooth 5.0所彌補(bǔ)的主要技術(shù)特點是，通信距離是提升4倍，通信速率是提升2倍以及廣播包的數(shù)據(jù)承載量是上一個版本的8倍。這些新的技術(shù)特性，使得Bluetooth 5的應(yīng)用場景將更加的多元化，從傳統(tǒng)的工業(yè)自動化，到Beacon類的應(yīng)用，都可以通過以上的特性獲益。

未來藍(lán)牙5.0標(biāo)準(zhǔn)需支持更高的數(shù)據(jù)效率，以及更廣的BLE范圍。Jawad Haider告訴記者，隨著越來越多的產(chǎn)品采用BLE技術(shù)，需要更快的速度和更好的覆蓋水平，同時不對設(shè)備現(xiàn)有的功耗造成影響。舉例來說，未來藍(lán)牙5.0將支持2Mbps BLE的速度，這相當(dāng)于目前BLE速度的兩倍，這將帶來一系列全新的應(yīng)用，而這些應(yīng)用過去只能通過A2DP流等傳統(tǒng)藍(lán)牙技術(shù)來支持。類似地，藍(lán)牙5.0標(biāo)準(zhǔn)將具備對更長運(yùn)行周期的支持，使IoT和智能家居設(shè)備在更廣的范圍內(nèi)來進(jìn)行彼此溝通。

東芝電子(中國)有限公司副高級經(jīng)理劉文鑫在接受本刊記者采訪時表示，考慮到集成了Bluetooth和Wi-Fi的設(shè)備可以連接互聯(lián)網(wǎng)，東芝將智能手機(jī)、平板電腦和PC等終端稱之為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，而在智能家居物聯(lián)網(wǎng)市場中，既可以連接到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，又有傳感器功能的傳感器設(shè)備會不斷普及。一般說來，傳感器設(shè)備只有單一的無線功能。而在這些無線功能中，考慮到低功耗、兼容性、安全性，我們認(rèn)為絕大多數(shù)傳感器設(shè)備會集成Bluetooth功能。

藍(lán)牙無線技術(shù)作為全球的無線通信標(biāo)準(zhǔn)之一致力于物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，其技術(shù)特點及核心規(guī)范不斷地推陳出新，為了讓開發(fā)者能更有彈性地采用技術(shù)，創(chuàng)建極佳的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，除了最典型的音頻藍(lán)牙應(yīng)用外，采用低功耗藍(lán)牙技術(shù)的傳感器應(yīng)用，也已經(jīng)在物聯(lián)網(wǎng)的不同的垂直市場中展開，如智能家居、汽車、工業(yè)、零售業(yè)等等。

技術(shù)優(yōu)勢多方提升聚焦智能家居

早在2014年12月份，藍(lán)牙聯(lián)盟發(fā)布了上一代藍(lán)牙4.2標(biāo)準(zhǔn)，如今隨著Bluetooth 5.0技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的到來，其所彌補(bǔ)的技術(shù)弱勢正在鞏固與強(qiáng)化藍(lán)牙在無線傳輸技術(shù)中的地位，藍(lán)牙也已經(jīng)成為物聯(lián)網(wǎng)，尤其是智能家居的應(yīng)用中不可或缺的主流應(yīng)用技術(shù)。

具體而言，最新的藍(lán)牙5.0核心技術(shù)比藍(lán)牙4.2又存在哪些方面的突破？劉文鑫告訴記者，與Bluetooth 4.2相比，Bluetooth 5.0提升了2倍的通信速度和4倍的通信距離以及8倍的廣播通信容量。Bluetooth 5.0的通信模式有2Mbps、1Mbps、125kbps三種，而Bluetooth4.2最大的通信速度為1Mbps，速度快至2倍，通信速度提升2倍后，在執(zhí)行同樣數(shù)據(jù)量的情況下，通信時間變短，從而實現(xiàn)了低功耗。在支持125kbps通信模式下，與發(fā)送功率100mW的Bluetooth 4.2相比，Bluetooth5.0實現(xiàn)了最大400m的通信距離，是Bluetooth4.2的4倍，而這種高中低三種通信模式不同速率正是應(yīng)對物聯(lián)網(wǎng)，尤其是在智能家居領(lǐng)域的極佳應(yīng)用。

“2Mbps數(shù)據(jù)速率允許實現(xiàn)更快的數(shù)據(jù)傳輸，對于無線固件更新(OTA)特別有用?！盧ichard Kingston告訴記者，由于無線電的使用時間較短，Bluetooth5.0還可以進(jìn)一步降低功耗，而在長距離通信方面比前代產(chǎn)品翻了兩番，但不會增加功耗。這將推動在智能家居和互聯(lián)家庭中實現(xiàn)新的應(yīng)用類型，比如先前的設(shè)備的連接距離不足夠，而最新的藍(lán)牙技術(shù)將會逐漸合適的新應(yīng)用。

此外，Bluetooth 5.0尚有沒公布的特性來規(guī)定軟件網(wǎng)格規(guī)范，并帶來更好的信標(biāo)，允許以更好的方式廣播更多信息，創(chuàng)建更多基于位置的服務(wù)。劉文鑫進(jìn)一步表示，Bluetooth 5.0在Beacon(信標(biāo))等使用的廣播通信功能上，其通信容量從31Byte升級成255Byte，這是Bluetooth4.2的8倍。這就使URL信息直接發(fā)送和WEB網(wǎng)站使用的認(rèn)證處理的實現(xiàn)變成了可能，同時也擴(kuò)展了無配對的Beacon應(yīng)用。2倍的通信速度，信息發(fā)送量的增加，讓我們可以預(yù)見藍(lán)牙將在健康設(shè)備和工業(yè)設(shè)備的普及；4倍的通信距離讓我們期待藍(lán)牙在智能家庭，基礎(chǔ)設(shè)施和工業(yè)設(shè)備的表現(xiàn)優(yōu)異。

Jawad Haider告訴記者，未來的藍(lán)牙5.0標(biāo)準(zhǔn)需支持更高的數(shù)據(jù)效率，以及更廣的BLE范圍。隨著越來越多的產(chǎn)品采用BLE技術(shù)，需要更快的速度和更好的覆蓋水平，同時不對設(shè)備現(xiàn)有的功耗造成影響。舉例來說，未來藍(lán)牙5.0將支持2Mbps BLE的速度，這相當(dāng)于目前BLE速度的兩倍，這將帶來一系列全新的應(yīng)用，而這些應(yīng)用過去只能通過A2DP流等傳統(tǒng)藍(lán)牙技術(shù)來支持。類似地，藍(lán)牙5.0標(biāo)準(zhǔn)將具備對更長運(yùn)行周期的支持，使IoT和智能家居設(shè)備在更廣的范圍內(nèi)來進(jìn)行彼此溝通。Marvell的最新芯片產(chǎn)品88W8997和88W8977可支持未來藍(lán)牙5.0的部分性能。

Jawad Haider告訴記者，88W8977結(jié)合了Wi-Fi？和Bluetooth 4.2功能(可進(jìn)一步支持Bluetooth 5.0)，是一款全面集成的組合式SoC，也是目前市場上功耗最低的28nm互聯(lián)解決方案。具備雙頻帶能力和全面集成的前端系統(tǒng)，有助于降低總體系統(tǒng)成本和設(shè)計復(fù)雜性。憑借28nm技術(shù)和Marvell先進(jìn)的無線連接架構(gòu)，88W8977還顯著擴(kuò)大了工作范圍，同時提高了電源效率，非常適合要求低功耗運(yùn)行以延長電池壽命的可穿戴、無線音頻、智能家居安防攝像頭等應(yīng)用。

Richard Kingston表示，CEVA把藍(lán)牙和Wi-Fi解決方案授權(quán)給任何希望在其芯片設(shè)計中加入這些無線連接IP的廠商，而且，我們與合作伙伴共同提供一款ZigBee解決方案的授權(quán)許可。對于IoT蜂窩連接，我們授權(quán)許可用于低數(shù)據(jù)速率LTE (NBIoT、Cat-M1等)的完整參考設(shè)計，這項技術(shù)即將成為IoT應(yīng)用的主要技術(shù)，特別是在智能城市和其它遠(yuǎn)程地點，蜂窩網(wǎng)絡(luò)可以用來連接街道照明、遠(yuǎn)程登記表、交通信號等。