IP網狀網路將成物聯網技術主流。鎖定大量物聯網裝置互連需求,Google近期率先發起Thread聯盟,將以802.15.4通訊協定為基礎,發展新一代低功耗、容易擴充及管理的IP網狀網路標準;同時,微控制器(MCU)廠商也依循IPv6規範,分頭研發支援IP網狀網路的Wi-Fi、ZigBee或藍牙(Bluetooth)方案,掀動一股物聯網通訊標準新風潮。
芯科實驗室(Silicon Labs)物聯網方案行銷總監Greg Hodgson表示,現階段不僅ZigBee和藍牙標準組織傾力發展可與IPv6結合的網狀網路架構,Google與Nest、芯科實驗室等業者更已組成Thread標準聯盟,目標係加速制定可兼容多種低功耗無線連接技術的IP網狀網路協定,達成高安全性、方便建置,且能同時支援兩百五十個以上聯網設備的通訊方案,將促進IP網狀網路設計風潮快速蔓延。
Hodgson強調,相較於現行的Wi-Fi和行動通訊方案,ZigBee、藍牙或新興的Thread IP網狀網路功耗大幅下降,且同樣具有支援大量聯網節點的能力,可望逐漸躍居物聯網通訊技術主流;因此,MCU廠商無不加緊布局相關通訊處理平台、無線收發器和軟體堆疊(Software Stack)方案,以卡位市場商機。
近期芯科實驗室已搶先發布Beta版Thread軟體和協定堆疊,協助合作夥伴加速開發基於IP網狀網路的產品。Hodgson指出,Thread可橋接基於不同媒體存取控制層(MAC)、實體層(PHY)設計的有線或無線通訊方案,並將賦予每一個裝置IP位址,讓裝置對裝置(D2D)通訊毋須透過閘道器,進而簡化傳輸流程;此對不斷擴大規模且網路複雜性遽增的物聯網發展,將有莫大助益。
舉例來說,智慧家庭內部多元有線、無線通訊技術將能透過Thread方案達成更緊密的融合,系統整合商可利用Wi-Fi支援需高頻寬、高速傳輸的應用,同時提供ZigBee傳輸方案,以減輕低資料量、常時連線的應用功耗負擔;此外,系統廠甚至可利用高頻寬及高穩定性的乙太網路(Ethernet)做為家庭與雲端的接取點,再將大量資訊分流至無線閘道器,形成更具彈性和使用效益的家庭網路。
飛思卡爾微控制器亞太區業務發展總監曹躍瀧亦指出,物聯網領域存在多種無線標準,包括長程演進計畫(LTE)、藍牙低功耗、Wi-Fi、近距離無線通訊(NFC)、ZigBee、Z-Wave和IPv6等,各有其應用優勢。然而,隨著物聯網規模持續壯大,業界也須有效串連採用不同通訊機制的裝置,並朝向標準化平台發展,方能取得較佳的經濟效益。
曹躍瀧認為,未來物聯網市場需要多樣技術相容、易擴充且低成本的連線方案,晶片商須同時納入WAN、LAN、WPAN和WBAN等設計考量才能實現;目前較具發展前景的新標準則為6LoWPAN、Wi-Fi 802.11ah、Weightless,以及結合IPv6規範的ZigBee和藍牙IP網狀網路。
其中,802.11ah基於1GHz以下的ISM Wi-Fi頻段運作,適合獨立於基礎設施的特定網狀網路和大範圍的感測器網路控制,已吸引業界大量關注。不過,曹躍瀧也透露,近來網路營運商發現將頻譜資源用於WAN的命令和控制服務,建置成本過於昂貴,因而開始尋求配套方案,如搭配Weightless無線網路技術等。因此該公司將同時研究多種具未來性的通訊方案,以搭配旗下MCU和系統單晶片(SoC),搶占各種物聯網應用山頭。