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竞逐无线网通市场 蓝牙技术具智能家庭优势

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LTE MTC传输机制具更低成本、优化传输功耗等优点,适合用以部署IoT服务应用。3GPP
LTE MTC传输机制具更低成本、优化传输功耗等优点,适合用以部署IoT服务应用。3GPP

研究机构预测,直至2022年一般家庭的智能装置数量,将会有超过500个之多,加上各种物联网(IoT)设备,需要透过无线网络传输技术,连接设备与装置的需求将大量增加,只有透过稳定、高效网络连结,家庭中所有智能装置或是IoT物件,才能发挥联网综效,展现智能化极致效能。

但IoT与智能家庭的应用关键,也在无线网通技术,以目前在移动设备应用已获极高普及应用的Bluetooth技术为例,Bluetooth SIG预估2018年使用Bluetooth无线传输技术的终端装置,将成长至49亿台。

智能家庭应用中,可用Bluetooth 4.2满足各种智能应用情境所需的网通与控制应用需求,图中为以智能手机利用Bluetooth通讯机制设定智能灯炮启闭时间与照明亮度。Novo

智能家庭应用中,可用Bluetooth 4.2满足各种智能应用情境所需的网通与控制应用需求,图中为以智能手机利用Bluetooth通讯机制设定智能灯炮启闭时间与照明亮度。Novo

Bluetooth 4.2可应用于智能手表、穿戴设备、智能医疗重要的网通与设备连结无线传输方案。Tieto

Bluetooth 4.2可应用于智能手表、穿戴设备、智能医疗重要的网通与设备连结无线传输方案。Tieto

针对IoT应用需求开发的2G通讯模块,元件体积相当小。Huawei

针对IoT应用需求开发的2G通讯模块,元件体积相当小。Huawei

为了迎合IoT装置的庞大联网需求,Bluetooth SIG在2014年底,推出了Bluetooth 4.2版传输规范,整合网络协定支持、再追加Bluetooth 4.2版本进阶功能,可针对Bluetooth Smart传感器产品,透过IPv6/6LoWPAN连接网络,并进行Bluetooth Smart装置管理相关应用。

Bluetooth无线技术已是全球通用的近距离无线传输技术标准,不只是应用此无线传输技术的装置,在连接、配对与使用上,相对简便、安全, Bluetooth同时也是间接让周边连接Internet的重要数据传输技术之一,而在Bluetooth Smart Ready和Bluetooth Smart支持装置,亦可与智能手机、消费性电子产品、汽车电子、穿戴设备、个人电脑与智能家庭等产业,创造更多全新应用机会。

Bluetooth 4.2 为IoT、穿戴应用联网做好准备

这次Bluetooth 4.2改版,为核心规格的重要更新,尤其是针对Bluetooth Smart技术,更有助产品发展优势,另外在物联网相关应用方面,Bluetooth 4.2版支持更弹性的网际网络连接选项,同时为装置提供更高安全性的隐私保护设计、改善装置节能、提升数据安全、增强传输性能等各方面进行规格升级,提升传输速度与传输封包容量。

而在Bluetooth 4.2技术支持下,用户可以利用支持新版蓝牙技术的智能手环、智能手机或平板电脑,利用无线通讯建立设备连线,将储存于手环中的健康信息大数据,传输到智能装置中进行分析运算。若手环传感机制够丰富,举凡心律、心电图、血糖、体温与运动活动强度?持续时间等健康信息,均可透过无线传输到具高数据分析处理的移动设备上。

同样的技术改进点,对IoT、智能家庭应用也有极大效益,如用户购回的智能家电,仅需简单配对,就能连上家庭网络环境,同时透过由Bluetooth建构的网际网络连线,建立稳固的智能家电网通环境,解决智能设备的设定、调校技术门槛,让用户更便利享受智能家电应用价值。

除关心Bluetooth 4.2技术改进重点外,芯片业者也积极抢攻新版Bluetooth带来的衍生商机,如Atmel即针对新版Bluetooth推出针对IoT应用开发的网通产品组合,以晶圆级芯片尺寸封装WLCSP(Wafer Level Chip Scale Package)的WILC3000网通SoC芯片,即在4.1mmx4.1mm芯片尺寸下,提供Wi-Fi IEEE802.11n与Bluetooth网通解决方案,智能家电业者可轻松整合在各种智能应用方中,减轻智能家庭产品必备网通需求的整合复杂度。

Atmel主推的WILC3000解决方案,提供UART/SPI/I2C/SDIO多种界面设计方案,同时有对应云服务连接设计,提供参考设计资源,另参考设计可用于Android智能周边,或是搭配嵌入式设备结合相关应用方案中。

简化IoT网络部署  2G/LTE网通方案热门

除短距离无线传输方案外,IoT相关应用反而较倾向使用传输距离更远的2G或4G通讯无线数据传输方案。因为物联网部署网络的应用条件可能相对较差,设置环境若可让装置自行联网,将可简化设置需求,而2G或LTE通讯模块传输距离更远、信号阻隔问题较少,尤其在无语音通讯需求前提下,通讯芯片可以尽可能精简与优化运行功耗,也相当适合用来发展IoT设备的通讯架构。

以针对IoT应用优化的新版2G通讯方案,可为IoT设备的联网需求,提供相对成本与功耗更低的蜂巢式无线数据网络连线方案。虽说精简过的2G通讯模块可因应IoT的联网需求,但实际上对电信营运商而言,反而较能接受成本稍高的LTE IoT网络连接方案,因为LTE与2G在相同频段条件下,LTE可建置的通讯环境较佳、可支持的装置数更多,未来应用扩展性更高。

LTE MTC 进阶功耗控制、低成本表现亮眼

无线通讯联盟(Wireless Communications Alliance)估计,直至2023年,以IoT应用为主的LTE MTC有希望抢食物联网应用约10%的应用市场。虽然物联网可使用的网络传输方案选择相当多,但因为LTE具布署快速、便利优势,让LTE MTC应用极有机会趁IoT发展热潮传输方案用量快速暴起。

LTE MTC又可称为LTE Category 0,目前此标准在3GPP研议中,部分技术需求预计纳入LTE Release 12规格,但在方案成本、功耗表现优异,完整应用需等到Release 13进行实现,预计2016年,LTE Release 13才会释出,也才会有对应产品与方案推出。

LTE Release 13的技术目标为规划尺寸更小、相对更简单的LTE通讯模块,解决方案的售价,预期可以较现有方案压低5倍水准。在传输效能方面,取决于成本与实用性,将会把最大数据传输速率调降到2Mbps,同时搭配多种省电机制,改善通讯模块的功耗表现。而在芯片解决方案方面,产业预期LTE MTC必须等到2018年才有机会正式上线。

但若是以营运商的商务考量优先,LTE MTC发展速度趋缓,可能会影响运营商与IoT业者等待的耐心,因为IoT服务部署速度与需求急迫,没办法等到LTE MTC还要等到2018年,才有完整解决方案释出。

为解决IoT商业应用部署需求,因应物联网应用需求优化的GSM Edge(2.5G)无线传输方案,有机会抢入IoT应用部署市场,这种在成本与功耗都优化的通讯标准极,可能进而成为LTE MTC的替代方案。

另一个大问题是,2G/2.5G的IoT方案虽极具潜力,但在运营商的商务考量观点,可能会采放弃2G频谱,以节省频谱支出费用的策略运营服务,反而选择成本稍高的LTE通讯技术,将IoT服务部署资源集中以LTE新频谱来满足,后续发展动向仍值得持续关注。


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