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物聯網通訊路線的不同主張

 

從2013年9月Intel宣布大力進軍穿戴式電子與物聯網,及張忠謀直言半導體業的未來為物聯網後,物聯網熱潮已延續一年多,但物聯網的通訊方式各家各有看法,且認為現有的通訊方式仍不足以實現理想的物聯網,因而紛紛訂立新標準、新協定。

IOT的相關組織、標準及技術正處於戰國時代。

IOT的相關組織、標準及技術正處於戰國時代。

高層次的標準(在此指應用層)即有Qualcomm為主的AllSeen,以及Intel力主的OIC,但在此我們不談高層標準,而專注在底層基礎標準,此方面也已戰鬥了一年,至今未停歇。

2013年12月Bluetooth 4.1版推出後,Bluetooth也可以支援Mesh型網路,擺明進軍物聯網,且宣布支援IPv6、6LoWPAN,但具體的支援方式則未明確定義。而後2014年1月Google買下Nest Labs,Nest Labs接著提出Thread通訊協定,該協定與ZigBee相同,均使用IEEE 802.15.4基礎所發展成,亦即只要換掉現有ZigBee晶片的韌體,就能改行Thread協定,不需要為此設計或生產新晶片。

Bluetooth 4.1也提出因應IOT的技術。

已有ZigBee為何還要推行Thread?

Thread主要強調支持IPv6、6LoWPAN等協定,ZigBee雖也能支援IPv6、6LoWPAN,但僅限於ZigBee IP,ZigBee/ZigBee PRO與ZigBee RF4CE則否,但ZigBee IP目前僅限智慧電網、電動車充電使用,ZigBee聯盟現階段無意在物聯網領域全面採行。

為何ZigBee聯盟不願全面採行?原因在於成本與功耗,若每個感測器節點都能以IP協定通訊運作,節點的運算效能、硬體資源必須更高,連帶增加成本與用電,因此認為現階段只要閘道器支援IP協定即可,外界若希望得知每個節點的狀態,或操控節點運作,只要連線至閘道器,透過閘道器進行讀寫操控,也能達到相同效果。

Thread的另一個主張是避免單點故障,所以即便Thread主打數位家庭的物聯網應用,也要求要有2個閘道器,不可只裝設1個。所謂單點故障即是單一裝置故障時,導致整個系統停擺,例如家用的Wi-Fi路由器一旦壞去,家中所有Wi-Fi裝置都會無法使用。

也因為ZigBee聯盟尚未有IP全面普及化的打算,因此2014年10月的ZigBee 3.0標準出爐,僅是將原有ZigBee PRO上的6個應用型態整合成一體,進行歸納統整動作,而非加入新功效、新應用。

IP化是不可逆的趨勢

相對的,Thread與Bluetooth的支持者認為IP化是不可逆的趨勢,因此均力主感測節點能配發到IP,以IP協定進行通訊,所以2014年12月新制訂完成的Bluetooth 4.2,就提出IPSP的型態(Profile)標準,使IPv6/6LoWPAN的應用方式標準化,即呼應與延續之前發表的Bluetooth 4.1。

Bluetooth用4.1、4.2版因應物聯網,ZigBee用3.0版因應物聯網,而Thread也預計在2015年1月推出1.0版標準,且Thread方面已表示暫時不提出後續的標準展望路線圖(Roadmap),且保證整個2015年就只會有Thread 1.0版,不會有更新改版。

Tread保證2015年只有1.0版本。

Thread方面此一主張與作法,推估是記取Google過往推行Android的教訓,過頻繁推出新版、且戰且走的標準訂立,使Android的版本過於零碎、紊亂,成了後續統合上的難題。

所以,Thread將集中火力推展1.0版,不傾向密集改版,而不提供後續展望,也讓業者不要再觀望,直接有決心從1.0版就投入,讓標準推行的氣勢更廣泛有效。

當然,Wi-Fi、LTE-Advanced也沒有坐視,LTE-Advanced的3GPP機構,近期提出3GPP R12版即已加入一些物聯網功效,但更完整的物聯網功效要到R13版才有,Wi-Fi倚賴的IEEE 802.11組織,也以IEEE 802.11ah為物聯網發展目標,但目前規劃至2016年3月標準才能出爐,但在此之前,仍不排除有人偷跑,先推出Pre版、Draft版的方案,過去的11n、11ac均勢如此,多比正式標準早1、2年先行。由此可知,通訊技術、協定的物聯網熱戰,恐怕短期內不易停火。
(本文同時發表於CTIMES

陸向陽

陸向陽

從電子科系畢業後,即以媒體人的角色繼續這段與「電子科技」的不解之緣。歷任電子技術專書作者、電子媒體記者、分析師等角色,並持續寫作不殆。近來投入Arduino、Raspberry Pi等開放硬體的研究與教程介紹。
陸向陽

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