《電子技術(shù)應(yīng)用》
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Wi-Fi Direct與藍(lán)牙的狹路相逢
通訊世界雜志
許翠蘋
摘要: 幾年前,Wi-Fi和藍(lán)牙還是不搭邊的兩種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),分別在各自的疆土上耕耘。據(jù)悉,藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟在2010年3月成立了新研究小組考察藍(lán)牙無線技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用,發(fā)掘藍(lán)牙技術(shù)在智能能源中的潛力。
Abstract:
Key words :

幾年前,Wi-Fi和藍(lán)牙還是不搭邊的兩種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),分別在各自的疆土上耕耘。直到2009年6月藍(lán)牙3.0的到來,二者的發(fā)展之路第一次有了交叉。
2009年4月,藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟正式發(fā)布了藍(lán)牙3.0,新技術(shù)規(guī)范引入了WLAN(這是Wi-Fi最為專注的領(lǐng)域),于是傳輸速度提升為原來的8倍,高速傳輸因而成為了可能。
大約半年后,Wi-Fi聯(lián)盟對外界宣布,正在制定Wi-Fi Direct的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。由此,用戶在無需使用傳統(tǒng)的Wi-Fi基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)(也就是接入點(diǎn)或路由器)的情況下,能夠在客戶端設(shè)備之間創(chuàng)建直接連接。事實(shí)上,Wi-Fi本身的ad
hoc就能夠?qū)崿F(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)連接,只不過這種模式設(shè)置復(fù)雜,最高數(shù)據(jù)傳輸速率也不夠快—為11Mbps,最重要的是,許多設(shè)備并不支持該技術(shù)。
由于都是點(diǎn)對點(diǎn)連接技術(shù),由于各種相似的應(yīng)用場景,自從Wi-FiDirect問世的那一刻,業(yè)界就不約而同地將之與藍(lán)牙做比較,尤其是輿論上,更是將二者放在“非此即彼”的對立關(guān)系上。
時間繼續(xù)向前推進(jìn)。2010年7月,藍(lán)牙4.0問世,試圖通過低功耗與高速度鞏固自身的地位;與此同時,Wi-Fi Direct走到了認(rèn)證階段。
那么,到底是誰更具優(yōu)勢?
Wi-Fi Direct Vs 藍(lán)牙4.0
速度對比
從速度上來看,自從藍(lán)牙3.0引入了WLAN,其傳輸速度提升了8倍到25Mbps,而據(jù)稱藍(lán)牙4.0會和3.0擁有同樣的速度。”
Wi-Fi聯(lián)盟承諾Wi-Fi Direct的速度可達(dá)250Mbps,相比而言占了優(yōu)勢。而一位做藍(lán)牙以及Wi-Fi認(rèn)證的工程師告訴記者,速度的提升必然以犧牲功耗為代價,一方面的優(yōu)勢必然造成另一方面的短板。也有分析人士認(rèn)為,二者公布的速度都是理論速度,究竟在具體設(shè)備上能否達(dá)到另當(dāng)別論。一位做測試的工程師稱藍(lán)牙4.0“非常省電,但是相對傳輸效能沒有原先藍(lán)牙3.0來得那么快。
功耗對比
藍(lán)牙的低功耗的確是有理論依據(jù)的。根據(jù)藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟官方發(fā)布的資料,藍(lán)牙4.0和經(jīng)典藍(lán)牙技術(shù)相比,主要的改變集中體現(xiàn)在待機(jī)功耗的減少、高速連接的實(shí)現(xiàn)和峰值功率的降低3個方面,而這3點(diǎn)正是藍(lán)牙4.0低功耗的武器。
另外,藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟表示,在藍(lán)牙4.0低功耗的支持下,即使由一個紐扣電池供電,使用時間也可以長達(dá)一年,甚至更長。不過,有分析指出,當(dāng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流量很大時,電池的使用時間無疑會縮短。而且,值得一提的是,對于兩個正在通信的藍(lán)牙設(shè)備,如果只有一方具備藍(lán)牙4.0低功耗規(guī)范,是無法做到低功耗的。
Wi-Fi也在功耗方面進(jìn)行著努力。
根據(jù)Wi-Fi Direct白皮書,該標(biāo)準(zhǔn)的部分能源管理功能以Wi-Fi Power Save和WMM-PowerSave規(guī)范為基礎(chǔ),這些規(guī)范采用了被稱為P2P-PS和P2P-WMM-PowerSave的機(jī)制。P2P規(guī)范引入了兩種全新的節(jié)能機(jī)制:機(jī)會節(jié)能與缺席通知。這些機(jī)制可結(jié)合使用,以實(shí)現(xiàn)休眠時間的最大化。缺席通知機(jī)制可以通報計(jì)劃中的缺席(包括一次性或定期性缺席);當(dāng)連接的所有Wi-FiDirect設(shè)備進(jìn)入休眠時,機(jī)會節(jié)能機(jī)制能夠幫助負(fù)責(zé)管理小組的Wi-FiDirect設(shè)備也進(jìn)入休眠狀態(tài),從而節(jié)約能源。需要注意的是,同藍(lán)牙4.0有些相似,Wi-Fi Direct“能源管理機(jī)制只用于僅包括Wi-FiDirect設(shè)備的小組。如果小組中存在傳統(tǒng)設(shè)備,則不能使用能源管理功能。”
由此看來,全方位的低功耗夢想并非一朝一夕就能實(shí)現(xiàn)的。

兼容性對比
藍(lán)牙4.0版本將3種規(guī)格合而為一:傳統(tǒng)藍(lán)牙技術(shù)、藍(lán)牙低耗能技術(shù)及藍(lán)牙高速技術(shù),而設(shè)備商可以根據(jù)自身的需要自己搭配,選擇其中的一種、兩種或者三種。“三合一”的組合堪稱豪華,其3種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的隨意搭配也給廠商帶來了更多的靈活性。不過,問題也出在這里。
如果設(shè)備只采用了其中的低功耗規(guī)范,那么就意味著在通信方面無法向后兼容。
比如,一個只采用了藍(lán)牙4.0低功耗規(guī)范的計(jì)步器是無法把數(shù)據(jù)傳輸?shù)讲捎盟{(lán)牙2.1規(guī)范的筆記本電腦上的。不過,諸如手機(jī)以及筆記本電腦等產(chǎn)品會將3種規(guī)范都納入其中,如此一來,向后兼容的通信問題就不會存在。
相比較而言,Wi-Fi Direct的兼容方面不存在什么障礙。當(dāng)兩個產(chǎn)品通過Wi-Fi
Direct連接時,只要其中一個產(chǎn)品具有Direct功能即可。不過,目前的情況是,通過此項(xiàng)認(rèn)證的產(chǎn)品還比較少,需要等待新產(chǎn)品的陸續(xù)上市。當(dāng)然,也可以將原有的Wi-Fi設(shè)備進(jìn)行固件升級從而支持Wi-Fi
Direct,不過,升級需要來自產(chǎn)品生產(chǎn)廠商的配合,否則消費(fèi)者自己無法實(shí)現(xiàn)。而廠商升級的動力在哪里?
據(jù)悉,目前,只有三星的Galaxy系列手機(jī)實(shí)現(xiàn)了升級。從這個層面看,Wi-Fi Direct在短期內(nèi)尚無法全面介入Wi-Fi固有用戶的生活。
出貨量對比
不管Wi-Fi聯(lián)盟還是藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟,都對自己火速增長的設(shè)備大為自豪,也同時對未來有著美好的預(yù)期。根據(jù)藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟提供的數(shù)據(jù),2010年全球范圍內(nèi),共生產(chǎn)了多達(dá)15億的藍(lán)牙設(shè)備,現(xiàn)在整個市場上共有30多億個藍(lán)牙產(chǎn)品。與此同時,全球大約共有80%以上的手機(jī)都使用了藍(lán)牙技術(shù),其中將近100%的智能手機(jī)都已經(jīng)使用了藍(lán)牙技術(shù)。除此之外,全球大約有三分之一的轎車也使用了藍(lán)牙技術(shù),而且這一數(shù)字正在不斷攀升。值得一提的是,全球3000多萬家庭和醫(yī)療電子設(shè)備也都使用了該技術(shù)。
Wi-Fi也不甘落后。
根據(jù)Wi-Fi聯(lián)盟提供的數(shù)據(jù),目前全球約10%的人口正在使用Wi-Fi與他人連接,有10億多部Wi-Fi設(shè)備投入使用。2009年Wi-Fi設(shè)備出貨量為5.8億部,預(yù)計(jì)2011年該數(shù)字將達(dá)到10億,2013年將繼續(xù)增長至15億。Wi-Fi聯(lián)盟擁有350多家成員公司,自2000年3月以來已完成8000多種產(chǎn)品認(rèn)證。
隨著Wi-Fi Direct的到來,是不是會有更多類型的設(shè)備嵌入Wi-Fi,這一點(diǎn)值得我們關(guān)注。
非競爭關(guān)系?
“藍(lán)牙與Wi-Fi不是直接的競爭對手關(guān)系”,在被問到如何看待藍(lán)牙和Wi-Fi Direct的關(guān)系時,藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟的首席技術(shù)總監(jiān)AndyGlass如此回答,“藍(lán)牙和Wi-Fi有一些業(yè)務(wù)領(lǐng)域是相互重疊的,但大多數(shù)領(lǐng)域不是重疊的”。另外,Wi-Fi聯(lián)盟的市場總監(jiān)KellyDavis-Felner也認(rèn)為,“這兩個技術(shù)各自擅長的領(lǐng)域不同。”
由于出身于WLAN,Wi-Fi身上有著天生的“網(wǎng)絡(luò)基因”,Davis-Felner認(rèn)為,Wi-FiDirect是“Wi-Fi進(jìn)一步的發(fā)展”,是為了“滿足現(xiàn)在消費(fèi)者需要隨身攜帶一個網(wǎng)絡(luò)的需求”。在她看來,當(dāng)今這個時代越發(fā)重視內(nèi)容與人隨行,而Wi-Fi
Direct則可以釋放消費(fèi)者隨身攜帶的(承載于移動設(shè)備之上的)內(nèi)容。她強(qiáng)調(diào),“Wi-FiDirect的吸引人之處在于它具有典型的Wi-Fi射程和典型的Wi-Fi速率。”
Wi-Fi聯(lián)盟發(fā)布的Wi-Fi Direct白皮書是這樣描述的,“Wi-FiDirect設(shè)備使打印、共享、同步和顯示等任務(wù)得到前所未有的簡化,無需加入傳統(tǒng)的家庭、辦公室或熱點(diǎn)網(wǎng)絡(luò),用戶可以在手機(jī)、相機(jī)、打印機(jī)、PC和游戲設(shè)備之間迅速而輕松地傳輸內(nèi)容,共享應(yīng)用。Wi-FiDirect認(rèn)證設(shè)備也能夠與現(xiàn)有的Wi-Fi設(shè)備相連接,使已經(jīng)投入使用的成千上萬部傳統(tǒng)Wi-Fi CERTIFIED設(shè)備獲得直接連接功能。”
另外,白皮書中的多數(shù)應(yīng)用場景都緊緊以人為中心展開,比如朋友想分享照片,比如兩人之間聯(lián)機(jī)進(jìn)行游戲?qū)尽?br /> 相比較而言,藍(lán)牙在“M2M”方面的色彩要更重些。
藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟大中華區(qū)技術(shù)市務(wù)經(jīng)理呂榮良指出,藍(lán)牙的主要應(yīng)用領(lǐng)域或者搭載的設(shè)備包括如下這些方面:手機(jī)、電玩、電腦、手表、運(yùn)動及健體、保健、汽車工業(yè)、家居電器、遠(yuǎn)程控制、自動化工業(yè)等。比如計(jì)步器和血糖儀等感測器只需使用低耗能技術(shù)來節(jié)省電力、成本和空間;手表則可利用低耗能技術(shù)結(jié)合身上的健身感測器來收集數(shù)據(jù),再經(jīng)由傳統(tǒng)藍(lán)牙技術(shù)將數(shù)據(jù)無線發(fā)送至個人電腦,或連接到手機(jī)以顯示信息。而目前應(yīng)用最廣泛的手機(jī)和個人電腦,均可以同時采用傳統(tǒng)、低耗能和高速技術(shù)3種規(guī)格。
就藍(lán)牙和Wi-FiDirect而言,即便雙方針對的領(lǐng)域或許有所不同,從技術(shù)角度來說并不存在門檻。只要獲得了相關(guān)廠商的支持,在設(shè)備中進(jìn)行嵌入,就可以輻射到更為廣闊的市場。
有芯片廠商將二者進(jìn)行了集成,對此Wi-Fi聯(lián)盟的首席執(zhí)行官EdgarFigueroa在此前的一次采訪中表示,“這和我們提出的愿景非常吻合,即提供最佳的互聯(lián)體驗(yàn)”,不過他也同時強(qiáng)調(diào),根據(jù)他掌握的調(diào)查資料,當(dāng)有多種連接選擇時,消費(fèi)者更加傾向于使用Wi-Fi。
除了芯片層面的直接集成,許多設(shè)備上會同時包含Wi-Fi以及藍(lán)牙芯片,這些都會造成雙方之間的干擾。
呂榮良認(rèn)為,由于藍(lán)牙和Wi-Fi兩種技術(shù)都是使用2.4GHz的頻譜,一旦共同運(yùn)營,不做處理肯定會有干擾的問題。藍(lán)牙在1.2規(guī)格版本的標(biāo)準(zhǔn)部分已經(jīng)導(dǎo)用調(diào)適性調(diào)頻技術(shù),有利于降低頻率干擾的現(xiàn)象并有助于帶寬的有效使用。而在產(chǎn)品開發(fā)方面,要處理兩個技術(shù)在空間和時間上的互相干擾,則需要由芯片商處理在空間和時間上的切割工作,這必須倚賴芯片商的解決方案。“藍(lán)牙技術(shù)的核心規(guī)格工作小組有鑒于共存的干擾問題的重要性,也持續(xù)的關(guān)注藍(lán)牙技術(shù)與其它技術(shù)共存的問題,并作出改善。”

物聯(lián)網(wǎng)的機(jī)遇
前面提到過,藍(lán)牙對“M2M”的關(guān)系更為密切,也因此和物聯(lián)網(wǎng)的聯(lián)系更為緊密。
呂榮良表示,“藍(lán)牙低耗能技術(shù)能支持小型設(shè)備與手機(jī)之間實(shí)現(xiàn)互連,且藍(lán)牙技術(shù)在各種產(chǎn)品中的廣泛普及(全球市場上有30多億藍(lán)牙電子設(shè)備),因此說藍(lán)牙技術(shù)能為物聯(lián)網(wǎng)世界的進(jìn)步和發(fā)展提供非常好的平臺,同時在市場范圍內(nèi),藍(lán)牙技術(shù)已經(jīng)建立起很好的渠道通向互聯(lián)網(wǎng)??梢灶A(yù)期藍(lán)牙技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)世界將有很長遠(yuǎn)的發(fā)展空間。同時,也希望藍(lán)牙低耗能技術(shù)能在物聯(lián)網(wǎng)的某些領(lǐng)域中,顯示其效能和優(yōu)勢。”
呂榮良舉例說,諸如血壓、血糖以及心率測量的設(shè)備都會通過藍(lán)牙建立與手機(jī)、電腦或者手表之間的連接,這些都屬于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的范疇。“與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的另外一個重要訴求表現(xiàn)在遠(yuǎn)程控制方面”,他認(rèn)為,在家用電器的遙控上,藍(lán)牙就有很大的發(fā)展空間。
另外據(jù)悉,藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟在2010年3月成立了新研究小組考察藍(lán)牙無線技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用,發(fā)掘藍(lán)牙技術(shù)在智能能源中的潛力。
在2010年北京國際通信展期間,記者就發(fā)現(xiàn)參展的“車聯(lián)網(wǎng)”項(xiàng)目將藍(lán)牙引入建立手機(jī)與車載系統(tǒng)之間的連接。
呂榮良告訴記者,“汽車聯(lián)網(wǎng)也是我們相當(dāng)重視的一塊,曾經(jīng)有人評估過,汽車聯(lián)網(wǎng)在整個物聯(lián)網(wǎng)的收入占比大概能占到30%左右”,他認(rèn)為,在與汽車或者車聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的許多領(lǐng)域,都有藍(lán)牙的發(fā)展空間,“不管是在汽車內(nèi)還是汽車零件或者是遠(yuǎn)程控制使用上”。
上?;酆残畔⒓夹g(shù)有限公司總經(jīng)理沈堅(jiān)認(rèn)為,“車聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)里重要的分支,由于應(yīng)用比較明確,未來可能是最具有前景的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用”。他指出,通過藍(lán)牙短距離通信并借助手機(jī),可以將遠(yuǎn)程內(nèi)容接入汽車平臺,“基于藍(lán)牙車聯(lián)網(wǎng)方案的優(yōu)點(diǎn)一是成本低,二是容易推廣。”更重要的是,“現(xiàn)在帶有藍(lán)牙應(yīng)用的汽車越來越多,通過標(biāo)準(zhǔn)軟件配置,很容易把汽車平臺升級成為支撐遠(yuǎn)程服務(wù)的車聯(lián)網(wǎng)平臺,這樣成本比較低,應(yīng)用比較靈活,可以預(yù)先裝,也可以在賣出以后裝,就像蘋果的播放器一樣配置軟件來支撐應(yīng)用。”
物聯(lián)網(wǎng)也得到了Wi-Fi聯(lián)盟的重視。Figueroa表示,“聯(lián)盟也專門成立了小組,正式負(fù)責(zé)這方面的事情,使Wi-Fi技術(shù)能夠支持M2M的連接,但是目前的協(xié)議還沒有形成。”
盡管沒有形成實(shí)質(zhì)性的協(xié)議,事實(shí)上,Wi-Fi聯(lián)盟已經(jīng)在此方面展開了一系列部署。此前與Zigbee合作進(jìn)入智能電網(wǎng)領(lǐng)域就是一個例子(本刊此前曾做過報道)。根據(jù)聲明,雙方將在針對智能電網(wǎng)應(yīng)用的無線家庭局域網(wǎng)絡(luò)(HAN)領(lǐng)域開展合作。合作最初的重點(diǎn)將是面向智能電網(wǎng)家庭的新一代能源管理協(xié)議—ZigBee
Smart Energy 2.0,Wi-Fi由此切入智能電網(wǎng)領(lǐng)域。就在最近,Wi-Fi聯(lián)盟與家庭插電聯(lián)盟達(dá)成協(xié)議,共同促進(jìn)并推動HomePlug電力線技術(shù)和Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能電網(wǎng)應(yīng)用中的普及。根據(jù)合作協(xié)議,雙方將共同對促進(jìn)智能電網(wǎng)應(yīng)用可互操作性的Wi-Fi Alliance和HomePlug規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行技術(shù)審查。
值得一提的是,在不久前由美國家電制造商協(xié)會(AHAM)發(fā)布的一份報告中,Wi-Fi技術(shù)獲得了最高評級。據(jù)悉,該評估圍繞安全、向前/向后兼容性、可互操作性、市場接受程度、可用性與易用性、產(chǎn)品維護(hù)與替換等多個方面展開。
AHAM是一家行業(yè)協(xié)會,其成員生產(chǎn)的產(chǎn)品占據(jù)美國家電市場份額的95%。
對于車聯(lián)網(wǎng),F(xiàn)igueroa透露,汽車廠商福特已經(jīng)表示在接下來的5年時間里,會在每一輛所生產(chǎn)的汽車上面安裝Wi-Fi設(shè)備。而Davis-Felner則告訴記者,在車聯(lián)網(wǎng)方面,Wi-FiDirect尚無具體意向,傳統(tǒng)Wi-Fi會有相關(guān)的計(jì)劃。

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