在眾多聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，智能家居是備受矚目的應(yīng)用之一，而室內(nèi)短距無線通信顯然就是最重要的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)，其中網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)（Mesh Network）更是發(fā)展的關(guān)鍵，Z-Wave、WiFi、Bluetooth皆投入網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，搶占智能家居聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵戰(zhàn)略地位。

Z-Wave揮軍家庭應(yīng)用

智能家居聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)火再添一筆。Z-Wave挾帶本身完全兼容所有Z-Wave相關(guān)產(chǎn)品的特性，積極布局智能家居市場(chǎng)，目前已有超過1億個(gè)Z-Wave節(jié)點(diǎn)運(yùn)行于市面上，而韓國將是Z-Wave第一波主力戰(zhàn)場(chǎng)。 Silicon Labs亞太區(qū)高級(jí)市場(chǎng)經(jīng)理陳雄基談到，Z-Wave在技術(shù)上主要提供包含軟件、硬件模塊與認(rèn)證等。透過認(rèn)證的方式，確保Z-Wave產(chǎn)品之間的兼容性，目前已有超過700多家制造商和服務(wù)廠商，提供超過2，400個(gè)通過Z-Wave認(rèn)證產(chǎn)品。 陳雄基表示，該公司主要是透過內(nèi)部開發(fā)與收購，打造完整家庭無線聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)品系列。看好Z-Wave在智能家居的發(fā)展?jié)摿Γ琒ilicon Labs日前以2.4億美元的現(xiàn)金交易，完成收購Sigma Designs旗下Z-Wave事業(yè)部門，企圖結(jié)合Z-Wave網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和可互操作的產(chǎn)品特性，加上Silicon Labs的多重協(xié)議專業(yè)知識(shí)，為數(shù)百萬智能家居潛在客戶提供廣大的商機(jī)。 以亞太區(qū)來看，Silicon Labs應(yīng)用工程經(jīng)理黃鐘翊分析，Z-Wave第一個(gè)成長最高的地區(qū)為韓國，現(xiàn)可看到韓國三大電信商，包含KT、SKT、LG+皆可支持Z-Wave相關(guān)應(yīng)用，透過Z-Wave產(chǎn)品提供智能家居的服務(wù)；其次的Z-Wave熱門市場(chǎng)為日本，在KDDI進(jìn)入市場(chǎng)后，該公司現(xiàn)在正與許多日本電信商洽談，不過受限于日本的國族民情（偏好使用本國產(chǎn)制的產(chǎn)品），發(fā)展步伐較韓國市場(chǎng)緩慢；第三，中國本身為內(nèi)需非常龐大的市場(chǎng)，其在智能家居體系的生態(tài)也較雜亂，光是專屬協(xié)議（Proprietary）就有上千種，基于此，Z-Wave布局中國市場(chǎng)須要耕耘的時(shí)間也就會(huì)更長。 黃鐘翊透露，在***地區(qū)，該公司目前正與工研院和電信商進(jìn)行一些智能家居的開發(fā)計(jì)劃，例如燈控與家庭監(jiān)控等應(yīng)用。 Z-Wave無論是在產(chǎn)品的種類或數(shù)量皆高于其它家用的通訊協(xié)議。不過在技術(shù)上，Z-Wave必須要有一個(gè)Bridge做為Z-Wave裝置之間溝通的橋梁，例如使用智能音箱的Alexa進(jìn)行語音控制之前，需要有一個(gè)Bridge來串連智能音箱操作。相較于本身支持藍(lán)牙或Wi-Fi的智慧音箱，需要增加一個(gè)Bridge做為Z-Wave溝通橋梁或許將增加一個(gè)額外的成本，但Z-Wave本身具備的完整生態(tài)圈、產(chǎn)品兼容性、安全性與多樣化的產(chǎn)品特性，是推動(dòng)Z-Wave發(fā)展的關(guān)鍵要素。 據(jù)了解，目前市場(chǎng)上僅有Silicon Labs能提供Z-Wave的芯片與模塊。陳雄基表示，該公司主要是提供一個(gè)完整的解決方案，其內(nèi)容包含芯片、軟件與認(rèn)證三大主軸。在芯片部分，目前大多數(shù)IC設(shè)計(jì)公司都是透過臺(tái)積電（TSMC）代工，電路設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)相對(duì)而言是由晶圓廠來負(fù)擔(dān)，但在軟件與認(rèn)證方面，則是IC供貨商需要關(guān)注的地方，而這也是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)跳脫出硬件思維，將重心放在軟件設(shè)計(jì)與認(rèn)證的重要觀念。

Wi-Fi Mesh確保家庭聯(lián)網(wǎng)質(zhì)量

過去幾十年間，聯(lián)機(jī)技術(shù)的發(fā)展是基于溝通目的，并強(qiáng)調(diào)人與裝置相連，而隨著聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的興起，未來人與社群、人與環(huán)境的相連都將成為聯(lián)機(jī)技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)，各界關(guān)注的不再只是技術(shù)的演進(jìn)，更重要的是如何以聯(lián)機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展出更多元的應(yīng)用。在聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用越趨廣泛的同時(shí)，如何確保信息安全也將成為重要的發(fā)展目標(biāo)。 在眾多聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，智能家居是備受矚目的應(yīng)用領(lǐng)域之一，進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)與AI時(shí)代，要實(shí)現(xiàn)智能家居除了需要有良好的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，還必須將人工智能（AI）、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)導(dǎo)入裝置中，提升人與物、物與物間的互動(dòng)能力。最后，則必須透過嚴(yán)密的資安防護(hù)機(jī)制，確保系統(tǒng)不被入侵。 高通資深副總裁暨連接與網(wǎng)絡(luò)部門總經(jīng)理Rahul Patel表示，隨著多媒體消費(fèi)以及家庭聯(lián)網(wǎng)的需求提升，使用者越來越注重家中的Wi-Fi聯(lián)機(jī)質(zhì)量，而Wi-Fi Mesh因能保障良好的聯(lián)機(jī)質(zhì)量，成為家庭聯(lián)網(wǎng)的熱門技術(shù)。Patel指出，現(xiàn)今北美路由器市場(chǎng)有42%的消費(fèi)者使用Wi-Fi Mesh，而高通預(yù)期這股動(dòng)能將會(huì)持續(xù)下去。 Wi-Fi Mesh最大的優(yōu)勢(shì)是其具備自我修復(fù)與自我保護(hù)的能力，在其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)能將所需的負(fù)載轉(zhuǎn)移至其他節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行動(dòng)態(tài)自愈，確保聯(lián)機(jī)質(zhì)量不受影響。此外，網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)擁有多個(gè)節(jié)點(diǎn)可以運(yùn)用，且可以實(shí)現(xiàn)裝置間的直接通訊，提升聯(lián)網(wǎng)的擴(kuò)充性與靈活性，以因應(yīng)日趨多元的應(yīng)用。Patel進(jìn)一步指出，Wi-Fi Mesh無須再擴(kuò)充硬設(shè)備，即可使用射頻訊號(hào)來監(jiān)控家中變化，如門窗是否被打開，或者家中的老人目前的活動(dòng)狀態(tài)，以提升居家安全。 因網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)具備許多優(yōu)勢(shì)，有越來越多無線通信標(biāo)準(zhǔn)支持Mesh架構(gòu)，如藍(lán)牙技術(shù)。不過，Patel指出，藍(lán)牙Mesh與Wi-Fi Mesh間并不存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，反倒是相輔相成，過去全世界最大的藍(lán)牙芯片供貨商CSR目前就是Qualcomm的藍(lán)牙部門，而高通許多產(chǎn)品也同時(shí)搭載這兩種技術(shù)，以滿足不同的應(yīng)用需求。在照明、手機(jī)與周邊裝置等短距離的互聯(lián)，即適合采用藍(lán)牙Mesh技術(shù)來實(shí)現(xiàn)；而Wi-Fi Mesh則可用以實(shí)現(xiàn)較長距離與高傳輸速率的互聯(lián)應(yīng)用，如影片串流。 在家庭聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)方面，Patel認(rèn)為，隨著聯(lián)網(wǎng)的需求越來越多元，邊緣運(yùn)算將成為未來的發(fā)展趨勢(shì)。邊緣運(yùn)算能在終端設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，無須將所有數(shù)據(jù)都傳送至云端，不但能降低數(shù)據(jù)遭竊取的風(fēng)險(xiǎn)，亦能解決云端架構(gòu)負(fù)擔(dān)過多運(yùn)算產(chǎn)生的帶寬壅塞及延遲等問題。Patel以智慧門鈴為例說明，現(xiàn)今許多搭載攝影機(jī)的智能門鈴采用云端平臺(tái)進(jìn)行影像串流，當(dāng)有訪客或其他異狀時(shí)，系統(tǒng)會(huì)將訊息上傳至云端，再透過云端發(fā)送通知至使用者的手機(jī)，然而過程中的延遲可能導(dǎo)致使用者接收到通知要做響應(yīng)時(shí)，訪客可能已經(jīng)離去，因而無法達(dá)到實(shí)時(shí)性的互動(dòng)。

藍(lán)牙不缺席網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)

談到網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，目前最為市場(chǎng)熟悉的應(yīng)該是藍(lán)牙Mesh，Nordic***區(qū)業(yè)務(wù)經(jīng)理陳俊志說明，藍(lán)牙Mesh于2017年7月正式發(fā)表，藍(lán)牙4.0以上版本即可運(yùn)作，這一年以來許多芯片供貨商都將藍(lán)牙Mesh與Zigbee、Thread這兩個(gè)智能家居短距無線連結(jié)控制技術(shù)結(jié)合，并推出解決方案，也有越來越多系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)商投入，預(yù)計(jì)2019年就會(huì)有終端產(chǎn)品問世，市場(chǎng)也將逐步進(jìn)入高速成長的階段。 Nordic nRF52840 SoC通過藍(lán)牙5（低功耗藍(lán)牙）和Thread 1.1認(rèn)證，同時(shí)支持藍(lán)牙5和Thread。這項(xiàng)功能是利用該SoC組件的低功耗藍(lán)牙和Thread“動(dòng)態(tài)多協(xié)議”功能來實(shí)現(xiàn)，它同時(shí)支持Nordic的S140 v5迭構(gòu)（低功耗藍(lán)牙協(xié)議堆棧）和OpenThread RF協(xié)議堆棧，并與物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)Particle Mesh合作，協(xié)助開發(fā)人員利用運(yùn)行Thread開源版本OpenThread的IEEE 802.15.4節(jié)點(diǎn)來快速建構(gòu)Mesh網(wǎng)絡(luò)。Particle Mesh包括Argon（支持Wi-Fi/Mesh/低功耗藍(lán)牙）、Boron（支援LTE M1和NB1/Mesh/低功耗藍(lán)牙）和Xenon（支援Mesh/低功耗藍(lán)牙）三種物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，可將低功率無線傳感器Mesh網(wǎng)絡(luò)連接到互聯(lián)網(wǎng)。

由于室內(nèi)/家庭的短距無線應(yīng)用，會(huì)是混合的無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，多種無線技術(shù)共存應(yīng)該還是短期內(nèi)的常態(tài)，由于多個(gè)技術(shù)都是IEEE旗下的標(biāo)準(zhǔn)，是否可以出現(xiàn)跨標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)？或透過軟件整合不同網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)該是現(xiàn)階段推動(dòng)的重點(diǎn)。陳俊志認(rèn)為，發(fā)展上應(yīng)該會(huì)先從類似燈具的控制開始，再發(fā)展到裝置的鏈接或訊號(hào)、數(shù)據(jù)的傳輸，建立一個(gè)順暢的網(wǎng)絡(luò)使用經(jīng)驗(yàn)才是消費(fèi)者真正在乎的。