物联网之所用--蓝牙 PK Wi-Fi


      在物联网领域,这个命题其实已经讨论很久,但是从历史以及市场来看,Wi-Fi显然是更占据了上风,尽管蓝牙已被广泛应用于手机、电脑、耳机、音箱、相机等消费电子产品,几乎人人尽知,但在新兴的物联网领域其实存在感较低。

      只是近来,随着蓝牙5.0标准的推出,该问题有一次被推上了案头。那到底两者谁更有优势?谁又更能占据先机呢?


      首先,我们来看一下,当前两种技术的优缺点。1) 蓝牙自然具有功耗低、体积小、成本低的明显有点,但是传输距离短,速度慢决定了其仅能适用于几台设备之间的短距离数据传输;2) 与之相比,Wi-Fi 的优点是高带宽、长距离、更多的连接设备数目(不同路由器对连接设备数量有不同上限),适用于大规模、大范围的数据传输和信号覆盖,也恰恰决定了其软肋所在:功耗大,耗电量高

       所以,要想占据更加主动的位置,两者就要先弥补自己的弱项,凸显自己的长处。为此,两者可谓是煞费苦心。

   1. 蓝牙技术的循序渐进,不断完善,意在与Wi-Fi力争物联网市场

       首先,我们来回顾一下,蓝牙近两年来的作为。蓝牙4.2标准对传输速度以及数据包容量的提升,以及开始支持使用IPv6/6LoWPAN技术进行网络连接,明显是为布局网联网打基础。 如今,蓝牙再次进行升级,蓝牙5.0的推出更是给出了惊人的四倍连接距离和两倍传输速度以及8倍的广播数据传输量提升,进一步强化了BT在物联网方面的能力
       1) 蓝牙5.0在传输距离上的提升,使得其信号覆盖范围更广,这已经媲美家用 Wi-Fi 路由器的数据传输距离,相比较正飞速普及的 5GHz 家用 Wi-Fi 犹有过之,如果仅看这一参数,在家庭物联网设备的应用上,两者已正式站在了同一水平线。
       2) 性能提升的同时,能耗并没有显著变化。目前蓝牙在物联网应用上的优势,主要依靠于它的小体积和能耗低。相当多的物联网设备,比如说传感器和可穿戴,体积非常小,自身电池容量非常有限,而反复充电对我们人类又是一件非常麻烦的事。蓝牙接收器不但体积小,而且比起 Wi-Fi 设备能节省 25% 至一倍的电力——这对于没有外接电源的小型物联网设备非常关键。

当然,这里也会涉及到两个问题:

  1. 使用2.4GHz Wi-Fi 的用户会因为信号干扰风险弃用蓝牙 5.0;
  2. 市售各种 Wi-Fi 有信号中继放大器(或增强器),用户可以曲线救国,增强 Wi-Fi 信号,覆盖整户公寓。

为此,蓝牙技术联盟也有所承诺,稍后就会有解决上述问题的方法:

  1. 在蓝牙 5.0 发布时,蓝牙技术联盟表示,新版本蓝牙有更强的抗干扰能力,尤其是对 Wi-Fi 和 LTE 信号,能在一定程度规避有限空间内的“信号堵塞”。
  2. 开发中的物联网网状网络(mesh networking)技术。该技术能使蓝牙设备相互作为信号中继站,把信号传递得更远。

事实上,有了网状网路,每一个蓝牙物联网设备都相当于其他设备的信号中继放大器。值得注意的是:

  • 该技术何时商业化不得而知,预计中短期内希望渺茫。
  • 成本未知。这会直接影响到市面上的物联网设备是否会支持。若大多数都不支持,它的作用也就很小。
  • 网状网路技术并不局限于蓝牙,理论上也可应用于 Wi-Fi 和手机信号。

   2.Wi-Fi HaLow的推出,降低功耗,瞄准BT所擅长

      而在 Wi-Fi 这边,新的 Wi-Fi HaLow 使用 900 MHz 的信号频率,大幅降低功耗,并且加入了“睡眠模式”,进一步延长设备续航。另外,更低的频率也带来更好的穿墙能力,进一步提升信号覆盖范围。可以看出,Wi-Fi HaLow 在物联网设备上的优势丝毫不落下风。

     当然,Wi-Fi HaLow 目前同样有几项挑战:

  1. 进展缓慢,目前仍在标准制定阶段。至于能不能在 2018 年按时发布,仍属未知。
  2. 900 MHz 频段的数据打包方式比较特别,需要另外一套基础设施,与现有 Wi-Fi 网络不兼容。这意味着企业需要更新设备来管理 Wi-Fi HaLow。
  3. 在欧洲亚洲澳洲的部分国家, 900 MHz 不对民用领域开放。

       所以,从长远来看, Wi-Fi 和蓝牙并没有可能完全替代对方在物联网上的作用,胜负之数仍属未知。

       另外,课外的插一句,其实除了Wi-Fi和蓝牙,Zigbee也在积极推进。除了在组网能力,数据传输方面,比蓝牙更有优势外。ZigBee3.0由ZigBee联盟市场领先的无线标准统一而来,从物理层延伸到应用层,覆盖了广泛的设备类型,包括家庭自动化、照明、能源管理、智能家电、安全装置、传感器和医疗保健监控产品,也显然要更优于蓝牙5.0。

      到底这场无线传输协议世纪争霸会如何收场,我们拭目以待。



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