藍牙要搶ZigBee的地盤?低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)笑了
近日,藍牙聯(lián)盟(SIG)公布了其2016技術(shù)路線,藍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,使藍牙在智能家居、可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域競爭力進一步增強。不可否認,藍牙、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并不占下風(fēng)
在各類近距離通訊協(xié)議的爭論中,我們往往拿幾個指標進行對比,包括傳輸速率、功耗、距離、組網(wǎng)等指標,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,就像當前3G/4G一張無處不在的蜂窩網(wǎng)絡(luò)一樣,未來運營商級的低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)將是整個城市甚至國家廣覆蓋的一張大網(wǎng)。與藍牙和ZigBee相比,由于LPWAN網(wǎng)絡(luò)廣覆蓋、穿透性強的特征,無處不在的網(wǎng)絡(luò)可以讓各類低功耗設(shè)備隨時接入,連那些深埋在地下的管網(wǎng)和各種角落的計量表都可以實現(xiàn)覆蓋和連接,因此同樣可以達到藍牙、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)于藍牙和ZigBee。當然,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,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***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,一個網(wǎng)關(guān)理論上可連接數(shù)萬設(shè)備,且可以Mesh組網(wǎng);藍牙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)備時仍需要進行配置,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,就像手機一樣,開機即可接入網(wǎng)絡(luò),提升用戶體驗。
更有直達云端的優(yōu)勢
對于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用來說,硬件本身價值有限,而在硬件使用過程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)潛力是***的,通過云端進行各種數(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,由于隨時隨地移動性和功耗的考慮,往往采用藍牙的方案,將設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)同步到手機后上傳至云端;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,采用藍牙或ZigBee兩種低功耗技術(shù)無法實現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)直達云端,而需要設(shè)置中繼環(huán)節(jié)才能完成,對于用戶來說,要實這些低功耗方案,我們不得不額外使用手機或安裝網(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現(xiàn)上傳下行,則會大大簡化智能化場景的方案設(shè)計。
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、網(wǎng)關(guān)等輔助設(shè)備,即可實現(xiàn)數(shù)據(jù)直達云端。雖然通過LPWAN是星形網(wǎng)絡(luò),需要通過網(wǎng)關(guān)或基站實現(xiàn)數(shù)據(jù)上下行,但這些設(shè)置是網(wǎng)絡(luò)運營商所考慮和實施的,無需用戶額外配置。
綜合上文中各類指標的對比,加上直達云端的優(yōu)勢,未來低功耗物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中,LPWAN將對藍牙和ZigBee產(chǎn)生巨大沖擊。不過,就目前來看,LPWAN還需要一段路要走。
廣泛認知促進普及
當前,全球多家主流運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、燃氣、熱力抄表,城市路燈監(jiān)控,垃圾點監(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)備等消費物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域尚未應(yīng)用。
一項技術(shù)在消費物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的普及,在很大程度上受益于人們對其認知。在今年8月舉辦的亞洲藍牙大會上,藍牙技術(shù)聯(lián)盟宣布藍牙目前的年出貨量已達30億的水平,在筆者看來,這一大規(guī)模的出貨量,與以往藍牙在智能手機中的普及有著很大關(guān)系,正是由于在智能手機等消費電子中的普及,促使人們對藍牙認知的普及,也讓藍牙步入物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中時人們并不陌生。
對于LPWAN來說,除了從技術(shù)演進上向適合消費物聯(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)體驗有直觀認知也非常重要。我們看到,相關(guān)廠商正在這一方向上進行嘗試,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方案的消費類產(chǎn)品的嘗試,相信對于消費端用戶認知提升具有積極影響。
當我們還在關(guān)注WiFi、藍牙、ZigBee這些近距離通信技術(shù)在智能家居領(lǐng)域之爭時,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。