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5.0标准促蓝牙三大核心技术大跃进

作者:时间:2016-09-19来源:华强电子网收藏

   随着物联网市场逐渐成熟,作为承载“万物互联”的、Wi-Fi、、蜂窝网络等主流的无线传输技术也在加速更迭,并给细分市场带来更大的应用空间,然而这些技术对同时支持低功耗、低比特率和高组网等高度集成化的缺失,正抑制了整个市场的腾飞。与此同时,不同的无线技术也早已形成“合纵连横”的相互竞争与融合之势,以期主导无线传输技术标准与市场应用,不过继5.0标准的到来,这种局面或将发生改变,并有望给物联网尤其是智能家居市场应用带来拐点。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201609/297130.htm

    弥补短板 5.0有望率先突围

    一直以来,蓝牙、Wi-Fi、、蜂窝网络等多种无线传输技术都在延续与升级自身的技术路线的同时,也在不断融合新的技术优势。随着万物互联时代的渐行渐近,多数联网设备都要求集成蓝牙、Wi-Fi、LTE等多种无线传输技术,这在一定程度上给市场发展和产品应用带来挑战。

    CEVA公司投资者关系及企业传讯副总裁Richard Kingston在《华强电子》采访时表示,物联网是存在巨大潜力的市场,拥有数十亿台联网设备以及数百以至数千个用例。因此,我们并不认为日后只会有一个主导性无线标准,未来将有着容纳Wi-Fi、蓝牙、Zigbee、Thread、LTE以及一些其它标准的空间,其中每一项标准都有独特的优势和弱点。

    “随着IoT市场成熟,这些无线技术标准将会开始重迭,相互竞争,特别是在智能家居领域,我们已经看到这种情形。”Richard Kingston进一步表示,Wi-Fi、蓝牙已经广泛用于智能电话和平板电脑中,不过,它们在智能家居应用中并不是主流,在智能家居领域,Zigbee同样拥有庞大的应用空间。然而,下一代Wi-Fi和蓝牙标准趋向于具备更多功能,使得它们对于智能家居部署具有更大的吸引力。

    Marvell高级产品营销经理Jawad Haider在接受本刊记者表示,Wi-Fi和蓝牙作为配套的技术已经在消费类电子产品领域使用多年,随着IoT和智能家居的出现,Wi-Fi与蓝牙的使用呈现了爆发性的增长。多数时候,这些技术可以相互补充,Marvell已经研发了多代具备片上共存机制的集成Wi-Fi和蓝牙集成芯片。

    Wi-Fi从最初的802.11标准演进到最新的802.11ah,不断融合了低功耗和广覆盖的性能特点。802.11ah是IEEE启动为面向物联网WLAN技术标准所制定的,并公认其具有覆盖面更大、支持更多用户、更低功耗、针对中低速率进行优化增强等特点。

    蓝牙的性能特点也同样在不断拓展,继蓝牙4.2标准后,在不久前蓝牙联盟发布了最新的蓝牙5.0核心技术,弥补了蓝牙多项不足,并被视为物联网领域,尤其是在智能家居市场的应用将会“钳制”其它无线技术。

    蓝牙技术联盟(Bluetooth SIG)亚太区技术项目经理任凯在接受本刊记者采访时表示,Bluetooth 5.0所弥补的主要技术特点是,通信距离是提升4倍,通信速率是提升2倍以及广播包的数据承载量是上一个版本的8倍。这些新的技术特性,使得Bluetooth 5的应用场景将更加的多元化,从传统的工业自动化,到Beacon类的应用,都可以通过以上的特性获益。

    未来蓝牙5.0标准需支持更高的数据效率,以及更广的BLE范围。Jawad Haider告诉记者,随着越来越多的产品采用BLE技术,需要更快的速度和更好的覆盖水平,同时不对设备现有的功耗造成影响。举例来说,未来蓝牙5.0将支持2Mbps BLE的速度,这相当于目前BLE速度的两倍,这将带来一系列全新的应用,而这些应用过去只能通过A2DP流等传统蓝牙技术来支持。类似地,蓝牙5.0标准将具备对更长运行周期的支持,使IoT和智能家居设备在更广的范围内来进行彼此沟通。

    东芝电子(中国)有限公司副高级经理刘文鑫在接受本刊记者采访时表示,考虑到集成了Bluetooth和Wi-Fi的设备可以连接互联网,东芝将智能手机、平板电脑和PC等终端称之为网络设备,而在智能家居物联网市场中,既可以连接到网络设备,又有传感器功能的传感器设备会不断普及。一般说来,传感器设备只有单一的无线功能。而在这些无线功能中,考虑到低功耗、兼容性、安全性,我们认为绝大多数传感器设备会集成Bluetooth功能。

    蓝牙无线技术作为全球的无线通信标准之一致力于物联网的发展,其技术特点及核心规范不断地推陈出新,为了让开发者能更有弹性地采用技术,创建极佳的物联网应用,除了最典型的音频蓝牙应用外,采用低功耗蓝牙技术的传感器应用,也已经在物联网的不同的垂直市场中展开,如智能家居、汽车、工业、零售业等等。

    技术优势多方提升 聚焦智能家居

    早在2014年12月份,蓝牙联盟发布了上一代蓝牙4.2标准,如今随着Bluetooth 5.0技术标准的到来,其所弥补的技术弱势正在巩固与强化蓝牙在无线传输技术中的地位,蓝牙也已经成为物联网,尤其是智能家居的应用中不可或缺的主流应用技术。

    具体而言,最新的蓝牙5.0核心技术比蓝牙4.2又存在哪些方面的突破?刘文鑫告诉记者,与Bluetooth 4.2相比,Bluetooth 5.0提升了2倍的通信速度和4倍的通信距离以及8倍的广播通信容量。Bluetooth 5.0的通信模式有2Mbps、1Mbps、125kbps三种,而Bluetooth4.2最大的通信速度为1Mbps,速度快至2倍,通信速度提升2倍后,在执行同样数据量的情况下,通信时间变短,从而实现了低功耗。在支持125kbps通信模式下,与发送功率100mW的Bluetooth 4.2相比,Bluetooth5.0实现了最大400m的通信距离,是Bluetooth4.2的4倍,而这种高中低三种通信模式不同速率正是应对物联网,尤其是在智能家居领域的极佳应用。

    “2Mbps数据速率允许实现更快的数据传输,对于无线固件更新(OTA)特别有用。”Richard Kingston告诉记者,由于无线电的使用时间较短,Bluetooth5.0还可以进一步降低功耗,而在长距离通信方面比前代产品翻了两番,但不会增加功耗。这将推动在智能家居和互联家庭中实现新的应用类型,比如先前的设备的连接距离不足够,而最新的蓝牙技术将会逐渐合适的新应用。

    此外,Bluetooth 5.0尚有没公布的特性来规定软件网格规范,并带来更好的信标,允许以更好的方式广播更多信息,创建更多基于位置的服务。刘文鑫进一步表示,Bluetooth 5.0在Beacon(信标)等使用的广播通信功能上,其通信容量从31Byte升级成255Byte,这是Bluetooth4.2的8倍。这就使URL信息直接发送和WEB网站使用的认证处理的实现变成了可能,同时也扩展了无配对的Beacon应用。2倍的通信速度,信息发送量的增加,让我们可以预见蓝牙将在健康设备和工业设备的普及;4倍的通信距离让我们期待蓝牙在智能家庭,基础设施和工业设备的表现优异。

    Jawad Haider告诉记者,未来的蓝牙5.0标准需支持更高的数据效率,以及更广的BLE范围。随着越来越多的产品采用BLE技术,需要更快的速度和更好的覆盖水平,同时不对设备现有的功耗造成影响。举例来说,未来蓝牙5.0将支持2Mbps BLE的速度,这相当于目前BLE速度的两倍,这将带来一系列全新的应用,而这些应用过去只能通过A2DP流等传统蓝牙技术来支持。类似地,蓝牙5.0标准将具备对更长运行周期的支持,使IoT和智能家居设备在更广的范围内来进行彼此沟通。Marvell的最新芯片产品88W8997 和 88W8977可支持未来蓝牙5.0的部分性能。

    Jawad Haider告诉记者,88W8977结合了Wi-Fi?和Bluetooth? 4.2功能(可进一步支持Bluetooth 5.0),是一款全面集成的组合式SoC,也是目前市场上功耗最低的28nm互联解决方案。具备双频带能力和全面集成的前端系统,有助于降低总体系统成本和设计复杂性。凭借28nm技术和Marvell先进的无线连接架构,88W8977还显著扩大了工作范围,同时提高了电源效率,非常适合要求低功耗运行以延长电池寿命的可穿戴、无线音频、智能家居安防摄像头等应用。

    Richard Kingston表示,CEVA把蓝牙和Wi-Fi解决方案授权给任何希望在其芯片设计中加入这些无线连接IP的厂商,而且,我们与合作伙伴共同提供一款解决方案的授权许可。对于IoT蜂窝连接,我们授权许可用于低数据速率LTE (NBIoT、Cat-M1等)的完整参考设计,这项技术即将成为IoT应用的主要技术,特别是在智能城市和其它远程地点,蜂窝网络可以用来连接街道照明、远程登记表、交通信号等。



关键词: 蓝牙 ZigBee

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