都是多裝置對多裝置傳輸,藍牙5.0的「藍牙 mesh」技術與Wi-Fi有什麼不同?

都是多裝置對多裝置傳輸,藍牙5.0的「藍牙 mesh」技術與Wi-Fi有什麼不同?

智慧家居、物聯網一直是很熱的話題,但是人們對智慧家居的要求絕非僅僅停留在用手機控制燈光這一簡單的層面,我們需要把智慧的觸角延伸到每一個角落。不過,要怎麼把你的命令傳遞到家中的每一個角落?過去我們靠的是Wi-Fi,但是Wi-Fi也是會有死角。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年就已經發佈,不過藍牙技術聯盟一直到今年七月才正式宣布,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加多元。

目前的智慧家庭裝置,主要都是透過 Wi-Fi 來傳輸。不過,能做到的就是用手機來開開電燈、控制家電,再好一點就是讓你可以用語音來指揮。不過,通常當你要控制電燈的時候,你就需要開啟一個App,下一個指令,然後當你要控制其它裝置的時候,你要開啟另外的APP,進行其它指令。其實也不是那麼「智慧」。

不過,如果當你打開最外面的大門時,門廳燈亮起,警報系統的感測器關閉、冷氣自動打開、客廳播放起你喜歡的音樂,這些都在你踏入家門的那一瞬間完成,這是不是顯得智慧多了呢? 

 

藍牙 Mesh的優點:在傳輸範圍可以贏過Wi-Fi

Wi-Fi 的一大缺陷就是有距離限制,包括過去的一對一藍牙網路在內的傳統無線網路,都會受到兩台裝置之間距離的限制。以Wi-Fi來說,有效的傳輸距離為50平方公尺以內的範圍,除非你裝上中繼裝置,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 另外還有耗電的問題,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」則找到一個聰明的解決辦法。這些裝置彼此之間可以連接,並將信號傳遞給附近的另一個裝置,形成能夠中繼資料傳輸的互連裝置網路或網格。這就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。

都是多裝置對多裝置傳輸,藍牙5.0的「藍牙 mesh」技術與Wi-Fi有什麼不同?

透過這種接力傳輸,形成了一個無需大量電力消耗或天線廣佈的可靠網路。藍牙裝置之間可以不通過Wi-Fi網路就能實現設備與設備之間的「對話」。換句話說,智慧裝置採用這種技術,在有限的範圍內就能完成裝置彼此間的溝通,並利用手機等裝置來對它們控制。

在這狀況下,在過去,因為家中需要有一個Hub來連接其它裝置,因此有Google、Apple、Amazon等的這些「語音助手」的出現,用這些當成控制中樞。但是在藍牙 Mesh的架構下,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起自己的網路,而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)的裝置,監控這些裝置的狀態。

由於Mesh網路不須要複雜的設定、配對或使用路由器等存取裝置,因此並不會造成額外的安裝負擔,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,多須加裝閘道器(Gateway)才能確保各種裝置溝通無虞。

  

藍牙mesh的工作原理:為什麼它還是無法取代Wi-Fi?

藍牙的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決定藍牙裝置怎麼樣與其它裝置連接、被其它裝置看到等等的流程。 在藍牙mesh出現之前,GAP 有一個典型的父子網路關係,其中「父」端決定所有的路由,而「子」端執行了其分配的任務。 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。

換句話說,GAP 使你的裝置被其他裝置看見,並決定了你的裝置是否可以或者怎樣與其它裝置互動。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。而智慧手環等裝置,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。藍牙裝置可以兼具「父」和「子」的功能,使所有裝置能夠直接連接和廣播到任何其它裝置上。藍牙也因此適用於其傳輸範圍內和傳輸範圍外的所有裝置。

正是上述這種因為能直接或間接連接任何數量的具有Mesh功能的裝置,因此理論上建構一個長達幾公里範圍的Mesh網路也不是不可能的事。 如果網路中的每個裝置都在其他至少一個裝置的廣播範圍內,Mesh網路理論上可以覆蓋無限的距離。

都是多裝置對多裝置傳輸,藍牙5.0的「藍牙 mesh」技術與Wi-Fi有什麼不同?

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

藍牙Mesh網路不僅具有低功耗,而且還具有低頻寬的特色。這聽起來好像是個缺點?但其實不然。 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。 乍一看,它們很像,但仔細瞭解之後,你會發現它們適合不同的利基市場。 

 

 

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