《电子技术应用》
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Wi-Fi Direct与蓝牙的狭路相逢
通讯世界杂志
许翠苹
摘要: 几年前,Wi-Fi和蓝牙还是不搭边的两种技术标准,分别在各自的疆土上耕耘。据悉,蓝牙技术联盟在2010年3月成立了新研究小组考察蓝牙无线技术在智能电网中的应用,发掘蓝牙技术在智能能源中的潜力。
Abstract:
Key words :

几年前,Wi-Fi和蓝牙还是不搭边的两种技术标准,分别在各自的疆土上耕耘。直到2009年6月蓝牙3.0的到来,二者的发展之路第一次有了交叉。
2009年4月,蓝牙技术联盟正式发布了蓝牙3.0,新技术规范引入了WLAN(这是Wi-Fi最为专注的领域),于是传输速度提升为原来的8倍,高速传输因而成为了可能。
大约半年后,Wi-Fi联盟对外界宣布,正在制定Wi-Fi Direct的标准规范。由此,用户在无需使用传统的Wi-Fi基础设施网络(也就是接入点或路由器)的情况下,能够在客户端设备之间创建直接连接。事实上,Wi-Fi本身的ad
hoc就能够实现点对点连接,只不过这种模式设置复杂,最高数据传输速率也不够快—为11Mbps,最重要的是,许多设备并不支持该技术。
由于都是点对点连接技术,由于各种相似的应用场景,自从Wi-FiDirect问世的那一刻,业界就不约而同地将之与蓝牙做比较,尤其是舆论上,更是将二者放在“非此即彼”的对立关系上。
时间继续向前推进。2010年7月,蓝牙4.0问世,试图通过低功耗与高速度巩固自身的地位;与此同时,Wi-Fi Direct走到了认证阶段。
那么,到底是谁更具优势?
Wi-Fi Direct Vs 蓝牙4.0
速度对比
从速度上来看,自从蓝牙3.0引入了WLAN,其传输速度提升了8倍到25Mbps,而据称蓝牙4.0会和3.0拥有同样的速度。”
Wi-Fi联盟承诺Wi-Fi Direct的速度可达250Mbps,相比而言占了优势。而一位做蓝牙以及Wi-Fi认证的工程师告诉记者,速度的提升必然以牺牲功耗为代价,一方面的优势必然造成另一方面的短板。也有分析人士认为,二者公布的速度都是理论速度,究竟在具体设备上能否达到另当别论。一位做测试的工程师称蓝牙4.0“非常省电,但是相对传输效能没有原先蓝牙3.0来得那么快。
功耗对比
蓝牙的低功耗的确是有理论依据的。根据蓝牙技术联盟官方发布的资料,蓝牙4.0和经典蓝牙技术相比,主要的改变集中体现在待机功耗的减少、高速连接的实现和峰值功率的降低3个方面,而这3点正是蓝牙4.0低功耗的武器。
另外,蓝牙技术联盟表示,在蓝牙4.0低功耗的支持下,即使由一个纽扣电池供电,使用时间也可以长达一年,甚至更长。不过,有分析指出,当传输的数据流量很大时,电池的使用时间无疑会缩短。而且,值得一提的是,对于两个正在通信的蓝牙设备,如果只有一方具备蓝牙4.0低功耗规范,是无法做到低功耗的。
Wi-Fi也在功耗方面进行着努力。
根据Wi-Fi Direct白皮书,该标准的部分能源管理功能以Wi-Fi Power Save和WMM-PowerSave规范为基础,这些规范采用了被称为P2P-PS和P2P-WMM-PowerSave的机制。P2P规范引入了两种全新的节能机制:机会节能与缺席通知。这些机制可结合使用,以实现休眠时间的最大化。缺席通知机制可以通报计划中的缺席(包括一次性或定期性缺席);当连接的所有Wi-FiDirect设备进入休眠时,机会节能机制能够帮助负责管理小组的Wi-FiDirect设备也进入休眠状态,从而节约能源。需要注意的是,同蓝牙4.0有些相似,Wi-Fi Direct“能源管理机制只用于仅包括Wi-FiDirect设备的小组。如果小组中存在传统设备,则不能使用能源管理功能。”
由此看来,全方位的低功耗梦想并非一朝一夕就能实现的。

兼容性对比
蓝牙4.0版本将3种规格合而为一:传统蓝牙技术、蓝牙低耗能技术及蓝牙高速技术,而设备商可以根据自身的需要自己搭配,选择其中的一种、两种或者三种。“三合一”的组合堪称豪华,其3种标准规范的随意搭配也给厂商带来了更多的灵活性。不过,问题也出在这里。
如果设备只采用了其中的低功耗规范,那么就意味着在通信方面无法向后兼容。
比如,一个只采用了蓝牙4.0低功耗规范的计步器是无法把数据传输到采用蓝牙2.1规范的笔记本电脑上的。不过,诸如手机以及笔记本电脑等产品会将3种规范都纳入其中,如此一来,向后兼容的通信问题就不会存在。
相比较而言,Wi-Fi Direct的兼容方面不存在什么障碍。当两个产品通过Wi-Fi
Direct连接时,只要其中一个产品具有Direct功能即可。不过,目前的情况是,通过此项认证的产品还比较少,需要等待新产品的陆续上市。当然,也可以将原有的Wi-Fi设备进行固件升级从而支持Wi-Fi
Direct,不过,升级需要来自产品生产厂商的配合,否则消费者自己无法实现。而厂商升级的动力在哪里?
据悉,目前,只有三星的Galaxy系列手机实现了升级。从这个层面看,Wi-Fi Direct在短期内尚无法全面介入Wi-Fi固有用户的生活。
出货量对比
不管Wi-Fi联盟还是蓝牙技术联盟,都对自己火速增长的设备大为自豪,也同时对未来有着美好的预期。根据蓝牙技术联盟提供的数据,2010年全球范围内,共生产了多达15亿的蓝牙设备,现在整个市场上共有30多亿个蓝牙产品。与此同时,全球大约共有80%以上的手机都使用了蓝牙技术,其中将近100%的智能手机都已经使用了蓝牙技术。除此之外,全球大约有三分之一的轿车也使用了蓝牙技术,而且这一数字正在不断攀升。值得一提的是,全球3000多万家庭和医疗电子设备也都使用了该技术。
Wi-Fi也不甘落后。
根据Wi-Fi联盟提供的数据,目前全球约10%的人口正在使用Wi-Fi与他人连接,有10亿多部Wi-Fi设备投入使用。2009年Wi-Fi设备出货量为5.8亿部,预计2011年该数字将达到10亿,2013年将继续增长至15亿。Wi-Fi联盟拥有350多家成员公司,自2000年3月以来已完成8000多种产品认证。
随着Wi-Fi Direct的到来,是不是会有更多类型的设备嵌入Wi-Fi,这一点值得我们关注。
非竞争关系?
“蓝牙与Wi-Fi不是直接的竞争对手关系”,在被问到如何看待蓝牙和Wi-Fi Direct的关系时,蓝牙技术联盟的首席技术总监AndyGlass如此回答,“蓝牙和Wi-Fi有一些业务领域是相互重叠的,但大多数领域不是重叠的”。另外,Wi-Fi联盟的市场总监KellyDavis-Felner也认为,“这两个技术各自擅长的领域不同。”
由于出身于WLAN,Wi-Fi身上有着天生的“网络基因”,Davis-Felner认为,Wi-FiDirect是“Wi-Fi进一步的发展”,是为了“满足现在消费者需要随身携带一个网络的需求”。在她看来,当今这个时代越发重视内容与人随行,而Wi-Fi
Direct则可以释放消费者随身携带的(承载于移动设备之上的)内容。她强调,“Wi-FiDirect的吸引人之处在于它具有典型的Wi-Fi射程和典型的Wi-Fi速率。”
Wi-Fi联盟发布的Wi-Fi Direct白皮书是这样描述的,“Wi-FiDirect设备使打印、共享、同步和显示等任务得到前所未有的简化,无需加入传统的家庭、办公室或热点网络,用户可以在手机、相机、打印机、PC和游戏设备之间迅速而轻松地传输内容,共享应用。Wi-FiDirect认证设备也能够与现有的Wi-Fi设备相连接,使已经投入使用的成千上万部传统Wi-Fi CERTIFIED设备获得直接连接功能。”
另外,白皮书中的多数应用场景都紧紧以人为中心展开,比如朋友想分享照片,比如两人之间联机进行游戏对垒。
相比较而言,蓝牙在“M2M”方面的色彩要更重些。
蓝牙技术联盟大中华区技术市务经理吕荣良指出,蓝牙的主要应用领域或者搭载的设备包括如下这些方面:手机、电玩、电脑、手表、运动及健体、保健、汽车工业、家居电器、远程控制、自动化工业等。比如计步器和血糖仪等感测器只需使用低耗能技术来节省电力、成本和空间;手表则可利用低耗能技术结合身上的健身感测器来收集数据,再经由传统蓝牙技术将数据无线发送至个人电脑,或连接到手机以显示信息。而目前应用最广泛的手机和个人电脑,均可以同时采用传统、低耗能和高速技术3种规格。
就蓝牙和Wi-FiDirect而言,即便双方针对的领域或许有所不同,从技术角度来说并不存在门槛。只要获得了相关厂商的支持,在设备中进行嵌入,就可以辐射到更为广阔的市场。
有芯片厂商将二者进行了集成,对此Wi-Fi联盟的首席执行官EdgarFigueroa在此前的一次采访中表示,“这和我们提出的愿景非常吻合,即提供最佳的互联体验”,不过他也同时强调,根据他掌握的调查资料,当有多种连接选择时,消费者更加倾向于使用Wi-Fi。
除了芯片层面的直接集成,许多设备上会同时包含Wi-Fi以及蓝牙芯片,这些都会造成双方之间的干扰。
吕荣良认为,由于蓝牙和Wi-Fi两种技术都是使用2.4GHz的频谱,一旦共同运营,不做处理肯定会有干扰的问题。蓝牙在1.2规格版本的标准部分已经导用调适性调频技术,有利于降低频率干扰的现象并有助于带宽的有效使用。而在产品开发方面,要处理两个技术在空间和时间上的互相干扰,则需要由芯片商处理在空间和时间上的切割工作,这必须倚赖芯片商的解决方案。“蓝牙技术的核心规格工作小组有鉴于共存的干扰问题的重要性,也持续的关注蓝牙技术与其它技术共存的问题,并作出改善。”

物联网的机遇
前面提到过,蓝牙对“M2M”的关系更为密切,也因此和物联网的联系更为紧密。
吕荣良表示,“蓝牙低耗能技术能支持小型设备与手机之间实现互连,且蓝牙技术在各种产品中的广泛普及(全球市场上有30多亿蓝牙电子设备),因此说蓝牙技术能为物联网世界的进步和发展提供非常好的平台,同时在市场范围内,蓝牙技术已经建立起很好的渠道通向互联网。可以预期蓝牙技术在物联网世界将有很长远的发展空间。同时,也希望蓝牙低耗能技术能在物联网的某些领域中,显示其效能和优势。”
吕荣良举例说,诸如血压、血糖以及心率测量的设备都会通过蓝牙建立与手机、电脑或者手表之间的连接,这些都属于物联网应用的范畴。“与物联网相关的另外一个重要诉求表现在远程控制方面”,他认为,在家用电器的遥控上,蓝牙就有很大的发展空间。
另外据悉,蓝牙技术联盟在2010年3月成立了新研究小组考察蓝牙无线技术在智能电网中的应用,发掘蓝牙技术在智能能源中的潜力。
在2010年北京国际通信展期间,记者就发现参展的“车联网”项目将蓝牙引入建立手机与车载系统之间的连接。
吕荣良告诉记者,“汽车联网也是我们相当重视的一块,曾经有人评估过,汽车联网在整个物联网的收入占比大概能占到30%左右”,他认为,在与汽车或者车联网相关的许多领域,都有蓝牙的发展空间,“不管是在汽车内还是汽车零件或者是远程控制使用上”。
上海慧翰信息技术有限公司总经理沈坚认为,“车联网是物联网里重要的分支,由于应用比较明确,未来可能是最具有前景的物联网应用”。他指出,通过蓝牙短距离通信并借助手机,可以将远程内容接入汽车平台,“基于蓝牙车联网方案的优点一是成本低,二是容易推广。”更重要的是,“现在带有蓝牙应用的汽车越来越多,通过标准软件配置,很容易把汽车平台升级成为支撑远程服务的车联网平台,这样成本比较低,应用比较灵活,可以预先装,也可以在卖出以后装,就像苹果的播放器一样配置软件来支撑应用。”
物联网也得到了Wi-Fi联盟的重视。Figueroa表示,“联盟也专门成立了小组,正式负责这方面的事情,使Wi-Fi技术能够支持M2M的连接,但是目前的协议还没有形成。”
尽管没有形成实质性的协议,事实上,Wi-Fi联盟已经在此方面展开了一系列部署。此前与Zigbee合作进入智能电网领域就是一个例子(本刊此前曾做过报道)。根据声明,双方将在针对智能电网应用的无线家庭局域网络(HAN)领域开展合作。合作最初的重点将是面向智能电网家庭的新一代能源管理协议—ZigBee
Smart Energy 2.0,Wi-Fi由此切入智能电网领域。就在最近,Wi-Fi联盟与家庭插电联盟达成协议,共同促进并推动HomePlug电力线技术和Wi-Fi网络技术在智能电网应用中的普及。根据合作协议,双方将共同对促进智能电网应用可互操作性的Wi-Fi Alliance和HomePlug规范与标准进行技术审查。
值得一提的是,在不久前由美国家电制造商协会(AHAM)发布的一份报告中,Wi-Fi技术获得了最高评级。据悉,该评估围绕安全、向前/向后兼容性、可互操作性、市场接受程度、可用性与易用性、产品维护与替换等多个方面展开。
AHAM是一家行业协会,其成员生产的产品占据美国家电市场份额的95%。
对于车联网,Figueroa透露,汽车厂商福特已经表示在接下来的5年时间里,会在每一辆所生产的汽车上面安装Wi-Fi设备。而Davis-Felner则告诉记者,在车联网方面,Wi-FiDirect尚无具体意向,传统Wi-Fi会有相关的计划。

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