隨著智慧居家的興起，過(guò)去一年來(lái)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的演進(jìn)也受到了矚目，在未來(lái)數(shù)年，Wi-Fi、Bluetooth及ZigBee這三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，仍是會(huì)三分天下。

　　去年開(kāi)始，智能居家及物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，又被重新矚目，主要有下列三個(gè)原因：

　　一、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)科技的快速成長(zhǎng)：使得無(wú)論是需要高帶寬的設(shè)備，或是支持設(shè)備的同時(shí)連接數(shù)目，都比以前呈倍數(shù)成長(zhǎng)，使得萬(wàn)物連網(wǎng)的概念更容易。

　　二、智能手機(jī)的普及：讓一般消費(fèi)者習(xí)慣用手機(jī)來(lái)控制所有東西，解決了以前需靠遙控器來(lái)設(shè)定或操控的不便性(過(guò)去需要多個(gè)遙控器或是一個(gè)超級(jí)復(fù)雜的萬(wàn)用遙控器)。

　　三、云端運(yùn)算的成熟：讓許多應(yīng)用可以透過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)連接及運(yùn)算，家中就不用安裝一個(gè)昂貴又需要24小時(shí)開(kāi)機(jī)的網(wǎng)關(guān)。

　　無(wú)論是智能手機(jī)及云端運(yùn)算，都是每個(gè)人日常生活中每天所接觸的事物，比較容易理解，但是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的變遷就不是那么司空見(jiàn)慣。所以接下來(lái)筆者希望可以深入淺出地介紹過(guò)去一年來(lái)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的演進(jìn)以及對(duì)智慧居家的影響。

　　無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的演進(jìn)

　　Wi-Fi 802.11ac

　　早在2011年，802.11ac就發(fā)布了第一個(gè)草案，但是正式版本卻在2014年1月才定案，但是2014年一定案，就馬上造成轟動(dòng)。主要原因是蘋(píng)果的大力支持，從Mac Air到iPad Air2到iPhone 6，蘋(píng)果的新設(shè)備都義不反顧地立即支持802.11ac，除了顯示出蘋(píng)果始終保持領(lǐng)先的地位的決心，更重要的是果粉使用蘋(píng)果設(shè)備的主要應(yīng)用都以影音為主，而影音串流在家中使用，由于2.4G此頻段的泛濫使用，干擾非常嚴(yán)重，播放非常不順暢。

　　如果有興趣而且是使用安卓手機(jī)的話，可下載此A p p-NETGEA R W i F i Analytics，掃描一下附近的無(wú)線的SSID，就可發(fā)現(xiàn)你周遭存在有多到超乎你想象的2.4G無(wú)線路由器，因此筆者許多朋友以為家中上網(wǎng)速度變慢，只要增加ADSL速度即可，后來(lái)發(fā)現(xiàn)主因還是家中的路由器只支援2.4G，而在2.4G頻段上有太多路由器同時(shí)使用造成干擾，讓上網(wǎng)速度變慢，更換成支持802.11ac的路由器后，并將家中的iPad及iPhone切換至5G頻段，上網(wǎng)速率便大大地改善，如果家中的舊型筆電不支持5G，也只要添購(gòu)802.11ac網(wǎng)卡接到筆電也可大幅改善。不過(guò)802.11ac對(duì)于智慧家居的改進(jìn)，不只是5G頻段的使用，還有下列幾個(gè)特色：

　　一、 波束集中(BeamForming)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化

　　由于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)主要的管制機(jī)關(guān)為FCC(臺(tái)灣為NCC)，為了避免電磁波對(duì)人體的影響，功率有一定的限制，在功率限制下如何提高無(wú)線收訊率，及減少死角，波束集中技術(shù)就成為802.11ac所采取的技術(shù)，它會(huì)將無(wú)線訊號(hào)集中波點(diǎn)，也吻合了現(xiàn)今家庭用戶(hù)，在家中愈來(lái)愈少使用筆電及桌機(jī)，而改采用手持式裝置的趨勢(shì)。

　　二、 支持同時(shí)多人多裝置的數(shù)據(jù)收發(fā)

　　以前在802.11n的設(shè)備雖然支持MIMO(多天線同時(shí)收發(fā))，例如：路由器有搭載4支天線，所以當(dāng)你使用支持MIMO的筆電連接路由器時(shí)，MIMO功能會(huì)同時(shí)透過(guò)4支天線傳輸你要的數(shù)據(jù)到你的筆電，所以使用者會(huì)立即感受到無(wú)線速率的提升，但是它只能同時(shí)支持單一使用者，也就是同時(shí)有多個(gè)使用者要下載文件，或觀賞影音，那就會(huì)有人產(chǎn)生lag的現(xiàn)象，而這些問(wèn)題，只要改用802.11ac的路由器，配上支援802.11ac的終端設(shè)備，就迎刃而解，家中同時(shí)有爸爸看電影，有老婆看韓劇，小孩玩在線游戲(這是筆者家中真實(shí)應(yīng)用寫(xiě)照)，都不會(huì)有不順暢的現(xiàn)象發(fā)生了。

　　所以Wi-FI的802.11ac解決了智慧家居中的影音娛樂(lè)的需求的問(wèn)題，也解決了多設(shè)備同時(shí)連接的問(wèn)題(舊型的無(wú)線路由器無(wú)法連接超過(guò)20個(gè)無(wú)線裝置)。而且Wi-FI為了支持物聯(lián)網(wǎng)，更開(kāi)始制定傳輸距離更遠(yuǎn)的802.11ah，目標(biāo)是在1公里以上的傳輸距離，希望仍可傳輸100kbps以上的數(shù)據(jù)試圖挑戰(zhàn)ZigBee及Z-Wave，由于Wi-Fi的普及性降低了芯片成本，及設(shè)定的方便性，在未來(lái)幾年，802.11ah有可能變?yōu)閆igbee的最大挑戰(zhàn)者。

　　低功率藍(lán)牙

　　低功率藍(lán)牙(Bluetooth Low Energy)加入戰(zhàn)局-低功率藍(lán)芽已成為穿戴式裝置上必備的功能，從小米手環(huán)到Apple Watch，都成為其主要的通信鏈接網(wǎng)絡(luò)，由于它可以讓手機(jī)可以直接連結(jié)終端設(shè)備(Wi-Fi還需要經(jīng)過(guò)路由器來(lái)連接)，所以相對(duì)簡(jiǎn)化了連接設(shè)定步驟，藍(lán)芽組織為了支持物聯(lián)網(wǎng)在4.0時(shí)提出低功率BLE的標(biāo)準(zhǔn)，在4.2版更顯示了他們企圖心，加入對(duì)IPv6的支持，此功能可讓藍(lán)芽裝置直接上網(wǎng)。

　　你可想象以后的小米手環(huán)或Apple watch不用透過(guò)手機(jī)就可以直接連上Internet，可見(jiàn)藍(lán)芽技術(shù)聯(lián)盟搶進(jìn)智慧家居及物聯(lián)網(wǎng)的決心，由于藍(lán)芽芯片的成本遠(yuǎn)低于Wi-Fi芯片，及軟件開(kāi)發(fā)上也簡(jiǎn)單許多，對(duì)于簡(jiǎn)單無(wú)需傳輸大量數(shù)據(jù)的智慧居家產(chǎn)品，藍(lán)芽4.2將是另一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸媒介。

　　ZigBee

　　祖父級(jí)的Z i g B e e在1998年就由H o n e y w e l l公司組成的ZigBee聯(lián)盟開(kāi)始制訂標(biāo)準(zhǔn)，在2001年納入IEEE的802.15.4標(biāo)準(zhǔn)中，到了2005年開(kāi)放了第一個(gè)ZigBee的公開(kāi)標(biāo)準(zhǔn)。ZigBee在制定之初，便朝向物聯(lián)網(wǎng)前進(jìn)，所以定義了可支援到65,000個(gè)節(jié)點(diǎn)的內(nèi)網(wǎng)，也定義了物理層(PHY)、媒體層(MAC)，及網(wǎng)絡(luò)層(NWK)跟應(yīng)用層(APL)，更可支持星型/樹(shù)型/網(wǎng)型的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌?dāng)某節(jié)點(diǎn)當(dāng)?shù)?，還可透其他節(jié)點(diǎn)來(lái)路由封包，其完整性幾乎等于T C P / IP+Ethernet的組合。

　　但也帶來(lái)相對(duì)的復(fù)雜性，使得Z i g B e e一直待在工控領(lǐng)域，而不受家用產(chǎn)品的青睞，由于它的數(shù)據(jù)格式并不兼容于主流的筆電、手機(jī)、平板等家用產(chǎn)品，所以必須透過(guò)一個(gè)Hub(集線器)，連結(jié)到家中所有ZigBee設(shè)備，另一端再透過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)或Wi-Fi無(wú)線網(wǎng)絡(luò)鏈接到家中路由器，也有些業(yè)者設(shè)計(jì)出ZigBee gatway(網(wǎng)關(guān))，讓所有ZigBee設(shè)備透過(guò)此網(wǎng)關(guān)，可以直接連上Internet。

　　無(wú)論如何，它設(shè)定及安裝復(fù)雜性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)Wi-Fi及藍(lán)牙，但是ZigBee天生的優(yōu)點(diǎn)就是省電及傳輸距離長(zhǎng)，5mA的功耗，讓一顆鈕扣電池就可維持一個(gè)ZigBee傳感器運(yùn)作數(shù)月到一年，因此在智慧傳感器及智慧燈泡等家用控制設(shè)備，仍是無(wú)可取代的通訊標(biāo)準(zhǔn)。

　　三國(guó)鼎立

　　在未來(lái)數(shù)年，這三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，仍是會(huì)三分天下，在數(shù)據(jù)傳輸量大的設(shè)備，Wi-Fi為必需之選擇，在移動(dòng)式低能耗裝置藍(lán)牙為無(wú)可取代，在固定低能耗低傳輸率的傳感器，ZigBee仍有一席之地。

　　而這三個(gè)組織，還是會(huì)不斷地在制定更新的標(biāo)準(zhǔn)，在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，仍是難分勝負(fù)，而可以預(yù)知的未來(lái)趨勢(shì)，則是智能家居的無(wú)線連結(jié)使用上會(huì)更簡(jiǎn)單，成本更低廉，在多媒體傳輸上會(huì)收訊更好，速度更快，在家用控制上，會(huì)更省電，更容易設(shè)定，唯有符合上述使用者的需求的無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)才能勝出。