探討無線連接技術(shù)在未來的趨勢

藍(lán)牙，LoRa, NB-IoT, zigbee/ 802.15.4，sigfox，eMTC等不同的無線短距離通信技術(shù)，由于其各自技術(shù)特點的不同，導(dǎo)致他們在不同的應(yīng)用場景中，有各自的優(yōu)勢，當(dāng)然也有交叉的使用場景。大家在各自的優(yōu)勢領(lǐng)域扮演重要角色，不存在誰全部替代誰的問題，長期看，應(yīng)該是一個共存的狀態(tài)。

其中，NB-IoT是一種遠(yuǎn)距離無線通信技術(shù)，這種技術(shù)在水氣表、煙感等場景中，和LoRa技術(shù)有較大重疊的市場。但是，LoRa技術(shù)被企業(yè)獨家壟斷、基站維護(hù)成本高、工作在非授權(quán)頻段、演進(jìn)困難等等困難，但是NB-IoT技術(shù)開放，多家芯片廠家加入，形成競爭并且形成了終端芯片、模組廠家、終端廠家完整的產(chǎn)業(yè)鏈。NB作為5G的演進(jìn)技術(shù)，必將在不久的將來，成為最重要的一種通信技術(shù)。

市面上的無線解決方案中，有些是獨立的無線芯片，有些是集成到MCU中，有的是做成模塊，其中，獨立或整合的好處是什么?

對于無線芯片，其獨立的好處是，無線芯片作為模組提供，僅僅提供通信功能，可以隨時更換。有利于廠家選擇更優(yōu)的無線芯片，也有利于芯片的優(yōu)勝劣汰，但是這一般是無線芯片發(fā)展早期的狀態(tài)，隨著技術(shù)的發(fā)展會越來越成熟，最終技術(shù)都會趨于穩(wěn)定。在穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，成本的需求會越來越重要，最終就會走向集成MCU的整體方案，整體方案的好處首先是成本的下降，另外，整體解決方案使解決方案更加簡單。

各項功能在芯片層面的集成化，是一個趨勢，這個從現(xiàn)有的行業(yè)發(fā)展規(guī)律可以看出來。水氣表和煙感的MCU不斷集成外圍功能，最早的智能機也是AP+CP的方案到SoC方案的演進(jìn)。所以，未來，獨立無線芯片集成到MCU中是個確定的事情。中興在NB-IoT終端芯片解決方案上，一直在安全和OpenCPU方案上走在世界的前列。

基于未來通信功能集成到MCU的趨勢判斷，中興已提前開始布局。在OpenCPU方案上，中興在煙感上已有案例在商用，水氣表的OpenCPU方案也在進(jìn)行中。在過去的幾年里，無線連接和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域經(jīng)歷了巨大而迅速的變化?？纱┐髟O(shè)備的大規(guī)模使用，新的藍(lán)牙m(xù)esh協(xié)議推出，智能家居、智能辦公室和智能汽車功能的部署 - 從燈泡到恒溫器再到輪胎等各種應(yīng)用。世界正以前所未有的速度進(jìn)行互連 – Dialog就活躍在技術(shù)最前線，為他們客戶的產(chǎn)品提供互連解決方案。

Dialog提供一系列藍(lán)牙低功耗器件，以滿足市場上的各種應(yīng)用需求。由于很多應(yīng)用都采用電池供電，因此Dialog將很多重心放在降低器件的功耗上，這是Dialog產(chǎn)品的關(guān)鍵差異化特性之一。此外，Dialog在理解最終客戶的應(yīng)用上投入了大量精力，并確保Dialog的芯片產(chǎn)品能提供盡可能多的必要功能，例如將外部元件數(shù)量減到最少，從而降低終端產(chǎn)品的成本。

隨著需要連接的設(shè)備數(shù)量增加，有各種方法可以嘗試并減少可用帶寬的壓力?；A(chǔ)設(shè)施將在很大程度上取決于應(yīng)用的需求，并根據(jù)后者的需求進(jìn)行定制。從Dialog的角度來看，作為藍(lán)牙低功耗元件制造商，Dialog與藍(lán)牙協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)制定機構(gòu) - 藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟(Bluetooth SIG)緊密合作，以盡可能地減少傳輸數(shù)據(jù)所需的時間。通過這樣做，Dialog減少了設(shè)備占用帶寬的時間。這還可以帶來另一層好處，即允許其他設(shè)備在帶寬空載期間運行。

Dialog還部署了先進(jìn)的共存接口，使Dialog的器件能夠與同一系統(tǒng)中的其他相似無線電協(xié)調(diào)其活動。比如說，在Dialog的SmartBond?藍(lán)牙低功耗芯片旁有一個Wi-Fi無線電，通過使用Dialog的共存接口，應(yīng)用將可以協(xié)調(diào)在這兩個無線電上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，達(dá)到干擾最小，甚至無干擾。Dialog相信市場最有可能使用的協(xié)議是藍(lán)牙、Wi-Fi、4/5G和NB-IoT。這些協(xié)議都具有一個優(yōu)勢，就是它們都能為智能手機和平板電腦等智能設(shè)備所采用，這使它們無處不在。

此外，盡管這些標(biāo)準(zhǔn)在應(yīng)用中的部署存在一些重疊，但它們都有各自的強項和弱項，使它們既適用于特定應(yīng)用，又能夠相互補充。藍(lán)牙和Wi-Fi在短到中等距離內(nèi)運行。前者涵蓋低功耗、低數(shù)據(jù)速率應(yīng)用，Wi-Fi擴展到需要更高數(shù)據(jù)速率的應(yīng)用。4/5G和NB-IoT分別針對遠(yuǎn)距離、高數(shù)據(jù)速率應(yīng)用，和遠(yuǎn)距離、低數(shù)據(jù)速率應(yīng)用。

由于這種互補性，這些標(biāo)準(zhǔn)將在相應(yīng)的應(yīng)用中共存和繁榮。根據(jù)威脅級別，多種安全機制正被集成到設(shè)備中，以滿足應(yīng)用的安全需求。Dialog最新的SmartBond器件集成了一系列硬件安全模塊，有助于客戶檢查設(shè)備上正在執(zhí)行的軟件的安全性，然后在應(yīng)用程序?qū)訉?shù)據(jù)通信加密，實現(xiàn)端到端的加密，同時在鏈路層符合藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)安全規(guī)范。

此外，Dialog的器件具有專用機制來進(jìn)行安全密鑰的存儲和處理，確保黑客無法從設(shè)備盜取安全密鑰。有了所有這些安全措施后，還有一件事至關(guān)重要：那就是，Dialog的客戶和終端用戶實際上會使用這些工具，來確保他們的數(shù)據(jù)安全。再好的安全措施，如果沒有啟用并正確使用，那也是毫無價值的。隨著越來越多的設(shè)備實現(xiàn)無線連接，需要解決兩個關(guān)鍵挑戰(zhàn)才能繼續(xù)擴展。

第一個挑戰(zhàn)源于這樣一個事實，即企業(yè)希望將無線連接擴展到成本結(jié)構(gòu)很緊湊的產(chǎn)品和設(shè)備中。如何為只使用一個月或一周的產(chǎn)品(即一次性用品)添加無線連接功能?為了實現(xiàn)這些應(yīng)用的連接功能，需要權(quán)衡這些產(chǎn)品的總體系統(tǒng)成本，并通過創(chuàng)新找到方法，將無線連接成本降低到像藍(lán)牙低功耗這樣的協(xié)議以前無法想象的低水平。

第二個挑戰(zhàn)涉及為數(shù)十億連接設(shè)備供電所需的電量。鑒于絕大多數(shù)設(shè)備多數(shù)時間不會連接著主電源，因此需要開發(fā)出創(chuàng)造性的解決方案，使設(shè)備能夠以越來越少的電量運行，從而使能量采集電源解決方案在藍(lán)牙低功耗應(yīng)用中成為現(xiàn)實。Dialog公司非常重視這些挑戰(zhàn)，已經(jīng)在提供低功耗的藍(lán)牙低功耗芯片，并且在持續(xù)投資技術(shù)創(chuàng)新，以進(jìn)一步推動技術(shù)進(jìn)步，解決挑戰(zhàn)，助力實現(xiàn)具有數(shù)百億臺無線連接設(shè)備的未來。