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物聯網標準：終局之戰

2019-06-05

作者 Cees Links，Qorvo無線連接業務部總經理

經常有人問我這樣的問題：面對令人眼花繚亂的各種標準，應該選擇哪一種？ZigBee、Thread、藍牙網狀網路(Bluetooth Mesh)，還是Wi-Fi？還是LoRa？還是最好等待5G和NB-IoT？

當然，這些疑問會使人感到困惑，並阻礙物聯網(IoT)的普及。如圖1所示，造成這種困惑的部分原因是，我們很難確定哪種標準最合適。此外，市場行銷人員對新標準的性能提出了不切實際的要求，如延遲(「小於幾毫秒！」)，好像這真的有必要似的，事實並非如此。大多數應用可以接受數秒的延遲；即使電視直播延遲了幾秒鐘，它仍然是電視直播。

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圖1 無線標準適用範圍一覽。

那麼，如何回答「應該使用哪種標準？」通常，遇到這個問題時，我會反問「你依靠什麼盈利？」一般來說，無線電標準不是盈利的決定性因素。對於無線電，大多數情況是「夠用就行」，是否盈利取決於無線網路上運作的應用所創造的價值。無線網路只是無線網路，就像電線就只是電線一樣。

請記住：無論現在的無線標準是什麼，5~10年後情況可能還會發生變化，所以升級網路至關重要。但距離「終極」無線網路技術出現仍需很長時間。

那麼，能否展望未來，預測未來的發展方向？我相信預測是可行的，但首先需要介紹一些觀點。

技術與心理的關係

智慧型手機配備了三種無線電技術(4G、Wi-Fi和藍牙)。為什麼是三種，而不是兩種(如平板電腦)，或一種、四種？這是因為無線電種類與技術，以及我們對不同生活空間的心理態度有關，讓我進一步解釋。

首先，技術。在很大程度上，無線電性能取決於三個因素：

˙範圍(距離基地台的距離，如發射塔、路由器、熱點等)；

˙資料速率(從簡單的語音通話到觀看視訊)；

˙電池壽命(越長越好)。

第四個因素通常是成本，有一個簡單的原則：「越多越貴」。換句話說，更大的範圍通常成本更昂貴；同樣的道理也適用於更高的資料速率和更長的電池壽命。然而，從技術上講，一切皆有可能，可以只配備一種無線電；這種方式不一定經濟高效，但你可以選擇。

還有一個極端的例子。試想一下，用無線(藍牙)耳機聽手機音樂，耳機直接與手機連接，而不與蜂巢網路連接。然而，從技術上講，也可以將手機和耳機都連接到蜂巢網路，然後讓音樂從手機經過蜂巢網路傳輸到耳機。

另一個例子是：當在家中用電腦在Wi-Fi印表機上列印文件時，是否認為這份文件從電腦直接透過無線傳輸到印表機上？從技術上講，這是可能的(例如，透過藍牙或Wi-Fi Direct連接)，但也有可能透過Wi-Fi連接到家庭路由器，並從家庭路由器經過Wi-Fi連接到印表機。還可以將列印命令發送到雲端，將文件直接從雲端伺服器經過電纜(或光纖)網路傳輸到家庭路由器，然後無線傳輸到印表機。使用有線和無線網路組合傳輸資訊的方法不計其數，坦白來說，我們已經迷失了方向，細節也變得無關緊要。總之，只要正常運作，各種方法都可以接受。

其次，我們如何體驗空間？這與技術關係不大，而更多與心理學相關。從最小的層面來說，我們首先體驗的是個人空間。是否曾經有人談話時離太近，使你感到不舒服？如果有這樣的經歷，一定能明白我說的「個人空間」是什麼意思。個人空間就像與你如影隨形的彈性氣泡，大小經常會發生變化；如果身處繁忙的地鐵，個人空間要比在餐館或辦公室小得多。

利用聲音或視覺能夠達到的距離也可能構成空間。此類空間可能是家或辦公室。與外面的世界相比，這裡屬於私人領地。我們有時會區分不同的空間，如室內和室外，或私人和公共空間。此外，還有由政府所有和管理的室外公共空間。

如果把這三個空間與手機的三種無線電對應起來，就會帶來一種連續性：藍牙無線電適合個人空間(我們的氣泡)，Wi-Fi適合私人空間，3G/4G，以及即將到來的5G適合公共空間的連接。巧合？也許不是。曾經參與「標準之戰」的人都知道，並不存在最高委員會能夠決定如何對三個空間劃分不同的無線電和標準，一切標準都是約定俗成的。

過去20~30年中，每種標準都試圖爭奪更大的使用空間，其中一些戰鬥延續至今。新一代公共空間標準5G聲稱其在室內運作良好，有可能淘汰Wi-Fi；藍牙最初對Wi-Fi室內市場虎視眈眈(從未成功)，而Wi-Fi一直試圖用Wi-Fi Direct取代藍牙市場。儘管Wi-Fi Direct並沒有取得優勢性勝利，但也沒有消亡，Wi-Fi Direct在無人機領域發現了有利的小眾市場。