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藍牙 4.0 開啟智慧的鑰匙
物聯網市場的終端應用

黃俊超 文章摘錄自第1773期

內建行動裝置中的無線通訊技術,除4G與Wifi外,Bluetooth也已整合在內,其中BLE模式被視為是賦予物品智慧的應用之一。

要過簡單生活,付出代價或許不高,要過好的生活,付出代價可能會高一些,要生活過得簡單又好,則是人類惰性的表現,卻也是推動科技進步的最大動力。行動與穿戴裝置滲透率迅速提升,並持續努力朝向無人駕駛車、智慧家庭、智慧城市發展,簡單的背後是複雜的高科技技術演進與堆疊。

行動裝置迅速受到市場接受且普及,當中的平板電腦鯨吞NB市場,更具指標意義,方便且符合人性是最大重點,然而,網路架構更臻完善是重要基礎,4G與Wifi已成為基本配備,創造出人與人溝通無國界、時差,而下一步就是與物品之間的連結,無線通訊也將扮演關鍵角色。

聚焦低功耗藍牙

Bluetooth也是獲得多數3C商品納入的無線傳輸模式,最初技術是由易利信創製,於二○○一年Bluetooth 1.1版本正式列入IEEE標準,且藍牙技術聯盟(Bluetooth SIG)成員超過二千家,而後,應用、技術迅速發展,與價格也大幅下滑同步實現。目前已經演進到Bluetooth 4.0,技術出現新的突破。

舊版本的Bluetooth 2.0、3.0分別引進了EDR(改進型資料傳輸率)、HS(高速),將傳輸速率從一Mbps提高至三Mbps、二四Mbps,且也盡可能的降低功耗。而目前Bluetooth 2.0+EDR技術,仍相當廣泛的運用在小量傳輸的部分,如單耳耳機,而Bluetooth 3.0+HS則可用來高速且大量的傳輸檔案,包括音樂耳機、喇叭、行動裝置檔案對傳等都已是應用範圍。

而二○一○年發布的Bluetooth 4.0出現重大變化,重要特性是支援省電,可分為經典藍牙與低功耗藍牙BLE(Bluetooth Low Energy),經典藍牙部分也可搭配HS,因此原本的高速大量傳輸並沒有改變,而且承襲過往技術可向下相容,而BLE則完全不同風格,走向超低功耗、連接速度快,而傳輸速度降回到一Mbps。

蘋果動作具指標意義

應用上也分為Single mode(單工)與Dual mode(雙工)兩種。Dual mode(經典藍牙+BLE)具有可向下相容,而Single mode(僅為BLE)則不行。必須要特別說明BLE技術,前身為NOKIA開發的Wibree技術,是一項專為行動裝置開發的極低功耗無線通訊技術,之後SIG接納並規範後重新命名。

近年蘋果的動作向來都具有高指標性,大約就在Bluetooth 4.0推出時加入了SIG,且於短短兩個月內跳過3.0直接進入4.0,首批搭載的是Macbook Air以及 Mac Mini,並於不久後隨即引進於iPhone 4s,二○一二年的New iPad更是全球首款搭載Bluetooth 4.0的平板電腦。且利用BLE技術打造iBeacon室內定位系統,已開始在iOS 7平台商業化。

Bluetooth 4.0的單工與雙工讓主從關係更為明確,一般來說,包含智慧手機與平板電腦,使用雙工模式因需要具有向下相容性,而其他物品則只要使用單工模式,不僅不造成耗電量的負擔,也更便於接收指令。

目前市面上的穿戴裝置,都是搭載Bluetooth 4.0,主要是因為只需要簡易周邊裝置搜尋,建構便捷的單點對多點資料傳輸應用,就可以達到更先進的節能與傳輸加密應用架構,滿足現線階段穿戴式產品所要求的低成本、超低傳輸功耗設計目的。

然而,未來的行動裝置或也可能是穿戴裝置,就像是一台萬能遙控器,當物品內建BLE,透過無線傳輸,則基本上不論是電器與3C產品、燈具甚至應用到寵物,都能夠讓惰性持續朝極致發展。

從IMS Research預估來看,雙工模式今年仍將維持過往的成長態勢,今年將可超過七.五億顆,而ABI Research則預期BLE單工模式將開始進入高成長期,明年可望突破一○億顆大關, Bluetooth 4.0將成為物聯網中的重要無線傳輸模式之一。

創傑、笙科潛力大

目前國內廠商創傑(5261)與笙科(5272)的Bluetooth 4.0產品,皆已通過藍牙認證組織(BQB)認證。不過基本上兩家公司開始的出發方向並不相同,創傑是原本就在Bluetooth領域當中,其中Bluetooth 3.0的耳機出貨給Sony,而笙科則是以衛星與RFID起家,兩家公司都已經順利成為蘋果iBeacon會員。

笙科今年的二.四GHz產品從非標準型走向標準型市場,包括BLE、Zigbee晶片,都已經開始出貨,BLE產品可用於各種穿戴式裝置,並也整合微控制器,從純RFID跨足到SoC產品。此外,新一代的一GHz產品,除持續應用於汽車防盜、智能電網等,也將延伸到無線熱錶、燃氣錶等。

一直以來,挪威大廠Nordic是主要競爭對手,去年營收約為笙科的五倍,不過近年來營收呈現往下走低,然而股價卻是持續大漲,目前本益比高達八八倍(以今年預估獲利計算為四五倍)。相對的,笙科營收持續成長,今年股價雖上漲,不過仍是小巫見大巫,未來潛力仍值得期待。

創傑推出支援Bluetooth 4.0/4.1雙模產品,採五五奈米製程技術,不僅可提升資料傳輸速率,另外也內建D類音頻放大器,及中、英、西、法語音提示,支援耳機、頭戴式耳機、喇叭等,也可進一步擴展至健康、醫療等相關穿戴裝置。