都是多裝置對多裝置傳輸,藍牙 5.0「藍牙 Mesh」技術與 Wi-Fi 有何不同?

作者 | 發布日期 2017 年 09 月 12 日 7:36 | 分類 物聯網 , 網路 , 網通設備 follow us in feedly

智慧家居、物聯網一直是熱門話題,但是人們對智慧家居的要求絕非停留在用手機控制燈光的簡單層面,我們需要把智慧觸角延伸到每個角落。不過,要怎麼把你的命令傳遞到家中每個角落?過去我們靠的是 Wi-Fi,但 Wi-Fi 也會有死角。現在,藍牙技術聯盟說,有了新的「藍牙 Mesh」網路,以後再也不用擔心這些問題了。



雖然藍牙 Mesh 技術在 2016 年就已發表,不過藍牙技術聯盟一直到今年 7 月才正式宣布,藍牙技術開始支援 Mesh 網狀網路,可望讓物聯網的應用情境更多元。目前的智慧家庭裝置,主要都是透過 Wi-Fi 傳輸。不過,能做到的就是用手機來開關電燈、控制家電,再好一點就是讓你用語音指揮。不過,通常當你要控制電燈的時候,需要開啟一個 App、下一個指令,然後控制其他裝置時,得開啟另外一個 App,下其他指令。其實也沒有多「智慧」。

不過,如果當你打開最外面的大門時,玄關燈亮起,警報系統的感測器關閉、冷氣自動打開、客廳播放你喜歡的音樂,這些都在你踏入家門瞬間完成,這是不是顯得智慧多了呢?

藍牙 Mesh 優點:傳輸範圍贏過 Wi-Fi

Wi-Fi 的一大缺陷就是有距離限制,包括過去一對一藍牙網路在內的傳統無線網路,都會受兩台裝置距離的限制。以 Wi-Fi 來說,有效的傳輸距離為 50 平方公尺以內,除非你裝中繼裝置,一旦離開這個區域,你的手機就失去用武之地。

除此之外,Wi-Fi 還有耗電問題,你的手機就算是把螢幕關閉,還是得一天充一次電,Wi-Fi 是一個很重要的因素。

「藍牙 Mesh」找到一個聰明的解決辦法。這些裝置彼此間連接,並將信號傳遞給附近另一個裝置,形成中繼資料傳輸的互連裝置網路或網格。這意味著訊息從一個裝置傳遞到另一個裝置,再到下一個裝置,接力傳輸。

透過這種接力傳輸,形成一個無需大量電力消耗或天線廣佈的可靠網路。藍牙裝置之間可不透過 Wi-Fi 網路就能實現設備與設備的「對話」。換句話說,智慧裝置採用這種技術,在有限範圍內就能完成裝置間的溝通,並利用手機等裝置來控制。

過去因為家中需要有一個 Hub 連接其他裝置,因此有 Google、Apple、Amazon 等這些「語音助手」出現,用這些當成控制中樞。但藍牙 Mesh 架構下,你不需要另外一個「中樞」,用智慧手機就可以掌握一切。家中的藍牙裝置建構自己的網路,手機只要與其中一個藍牙裝置取得聯繫,就可以控制全家(整個建築物)裝置,監控這些裝置的狀態。

由於 Mesh 網路不需複雜設定、配對或使用路由器等存取裝置,因此並不會造成安裝負擔,反觀採用其他智慧家庭聯網技術如 ZigBee、Z-wave 或其他廠商間自有的通訊技術,多需加裝閘道器(Gateway)才能確保各種裝置溝通無虞。

藍牙 Mesh 工作原理:為什麼還是無法取代 Wi-Fi?

藍牙 BLE 通訊協議中,GAP 層(Generic Access Profile)用來控制決定藍牙裝置的掃描、廣播和連接等關係,也就是說,GAP 決定藍牙裝置怎樣與其他裝置連接、被其他裝置看到等流程。 在藍牙 mesh 出現之前,GAP 有一個典型的父子網路關係,其中「父」端決定所有路由,「子」端執行分配的任務。 例如,當你將藍牙鍵盤連接到平板電腦,平板為父端、鍵盤為子端。

GAP 使你的裝置被其他裝置看見,並決定你的裝置是否可以或怎樣與其他裝置互動。例如常用在室內定位的 Beacon 裝置就只是向外廣播,不支援連接。智慧手環等裝置,就可以與你的手機裝置連接。

從藍牙 4.1 開始,GAP 擴大了藍牙裝置的網路能力。藍牙裝置可兼具「父」和「子」的功能,使所有裝置能直接連接和廣播到任何其他裝置。藍牙也因此適用傳輸範圍內和傳輸範圍外的所有裝置。

正是上述這種能直接或間接連接任何數量有 Mesh 功能的裝置,因此理論上建構一個長達幾公里範圍的 Mesh 網路也不是不可能。 如果網路中每個裝置都在其他至少一個裝置的廣播範圍內,Mesh 網路理論上可覆蓋無限距離。

在這情況下,燈泡就可能成為一個家庭主要 Mesh 網路裝置之一,因為一個家庭或是建築,幾乎每個角落都有光線覆蓋的需要,因此燈泡就會以保持一定距離的方式連續安裝。如果每個燈泡都是藍牙 Mesh 裝置,那麼這個網路就得以全面覆蓋建築物。

藍牙 Mesh 網路不僅有低功耗,還有低頻寬的特色。這聽起來好像是個缺點?其實不然。 由於藍牙 Mesh 網路不是用來讓你發送影音資料,主要是用來傳遞維護連接或發送命令,發送一個「關閉」或「打開」的指定,用不到多少頻寬。這就是為什麼藍牙 Mesh 網路雖然範圍無遠弗屆,但無法完全取代 Wi-Fi。 乍看很像,但仔細瞭解後,你會發現它們適合不同的利基市場。

(本文由 T客邦 授權轉載;首圖來源:shutterstock)