Mesh开启商业应用契机　蓝牙跃升物联网焦点通讯技术

过去蓝牙主要以音频传输与数据传输在消费性市场的应用为主，直到2017年蓝牙支持Mesh架构，才开启其在工业与商用市场的契机，同时也为Beacon应用开启更多丰富的应用，使蓝牙成为物联网无线通信备受瞩目的技术。

近几年，全球掀起物联网风潮，市场上也不断在寻找适合的无线通信技术以满足物联网多元的应用场景。过去几年，蓝牙在行动装置市场已拥有极高的渗透率，但应用方面多以消费市场的音频与数据传输为主。所幸蓝牙网状网络(Mesh)规格的出现，赋予蓝牙部署大规模设备网络的能力，从而克服传输距离短的问题。而Mesh与蓝牙广播(Broadcast)以及蓝牙5的结合，也为蓝牙应用带来新契机，使蓝牙技术得以在传统应用以外，拓展智能家居、智能楼宇以及智能工厂等新兴应用市场，在物联网无线通信技术的竞争中保有一席之地。

物联网时代来临，市场对于联机需求不断增高。蓝牙技术联盟(SIG)亚太区资深区域经理李佳蓉表示，面对市场发展趋势，蓝牙技术联盟也透过蓝牙基础速率/增强数据速率(BR/EDR)以及低功耗蓝牙(BLE)技术，来推动各面向的解决方案，并持续拓展蓝牙应用市场。

四大解决方案齐出蓝牙设备出货量增长

从蓝牙技术延伸出的解决方案主要分为四大面向，包括音频传输、数据传输、定位服务以及设备层网络建构。李佳蓉指出，音频传输是蓝牙最早推出也是目前应用市场最大的解决方案，利用BR/EDR无线电技术进行点对点的传输，主要的应用如无线耳机、智能音箱以及车载娱乐系统。2017年音频传输相关的蓝牙设备已达到7.9亿的年出货数量，而在三大应用领域持续驱动下，蓝牙技术联盟预估，2022年出货数量将达12.3亿台。

数据传输与音频传输同属于点对点的传输架构，不同的是，数据传输运用的是BLE技术，而其目前主要应用领域为穿戴式市场、健康医疗市场以及计算机接口设备。其中，医疗与健康市场为数据传输解决方案近几年重要的应用，借助蓝牙连接血压监测仪、携带式超音波与X光成像系统，协助医疗机构以较少的成本追踪慢性病患者的生理数值。根据蓝牙技术联盟，数据传输相关的蓝牙设备2017年出货量为4.6亿台，预估2022年将成长至8.5亿台。

2013年苹果推出基于BLE的信标(Beacon)装置iBeacon，开启蓝牙在定位服务解决方案的应用。最初，Beacon是采一点对多点的拓扑架构进行单向广播，可以进行地标讯息传送、室内导航以及资产追踪。而2017年蓝牙宣布支持Mesh架构后，Beacon也借Mesh发展出多点对多点的广播，并进一步带动Beacon的应用商机。而定位服务也有望成为蓝牙设备应用方向上成长速度最快者，根据蓝牙技术联盟的预估，相关设备年出货量将从2017年的4,000万台，大幅成长至2022年的4亿台。

除了为Beacon应用加值，Mesh网络架构也使得蓝牙能用以部署大规模的设备网络解决方案，应用于楼宇控制系统、监控系统以及自动化系统中。蓝牙Mesh同时开启了蓝牙在工业与商用市场的应用契机，使之不再只是聚焦于消费型的应用。而蓝牙技术联盟也预估，用于设备网络的蓝牙装置年出货量有望在2022年快速成长至5.2亿台。

蓝牙Mesh结合Beacon广播应用更上层楼

过去，不论是蓝牙点对点或是广播传输，在应用上皆面临到传输距离短、覆盖范围不够广的问题。虽然可以借助前端设计的调整来增加传输覆盖范围，如采用功率放大器(PA)提高发射功率，或是利用低噪声放大器(LNA)提升接收灵敏度，但却无法提升整体网络容量。而为解决此技术问题，蓝牙技术联盟于2015年开始投入BLE多点对多点传输的技术开发，并于2017年7月正式发布蓝牙Mesh规格。

蓝牙Mesh规格的出现，使得蓝牙得以透过节点与节点的串连，布建大规模的网络，解决蓝牙传输距离短的问题，也从而发展出更多应用。蓝牙技术联盟亚太区开发者关系经理任凯表示，智能照明系统是蓝牙Mesh最好的无线接入点(Access Point, AP)，不论是在智能楼宇、工厂或是商场都会设置照明系统，因此可以以智能照明系统作为蓝牙Mesh的主干网络，并将之连接至其他设备、传感器或Beacon进行讯息中继，以扩大系统应用范围。

而为满足智能家居与智慧楼宇等应用在安全性的要求，蓝牙技术联盟也透过强制加密来提高蓝牙Mesh系统的安全防护。任凯指出，过去BLE面向传输并未强制要求针对讯息进行密钥加密。而在蓝牙Mesh的应用中，任何设备要加入蓝牙Mesh系统，都必须拥有相关网络层与应用层的密钥，不允许在没有加密的情况下进行讯息传输。系统也可以借助密钥更新机制，将不受信任的装置从蓝牙Mesh系统中剔除。

蓝牙Mesh规格的出现也创造更多Beacon应用的可能性。任凯进一步说明，在许多实际应用场景中，Beacon基地台须传递一种以上的讯息，如大型商场中，基地台可能要传送50家以上的商家广告讯息给用户。但过去蓝牙4.0版本Beacon基地台只能广播单一讯息，若要更换广播内容就必须借助其他通讯技术，如Wi-Fi或4G来更新Beacon基站的广播内容。而导入蓝牙Mesh技术后，将可大幅简化讯息更新的程序。基地台只须配置蓝牙芯片，就可以透过现有节点间的讯息交换来更新广播的内容。此外，再加上蓝牙5在广播消息负载量的提升，都将促使Beacon广播内容更为丰富、多元。

而零售业者也可借助Beacon结合Mesh提供更多元的服务(图2)。现今，许多大型零售商同时握有在线与线下通路，为了使在线与线下价格维持一致，业者必须耗费额外的时间与人力时时更新价格卷标。而结合Mesh后，零售业者可以透过蓝牙Mesh照明系统与店内的Beacon系统、电子价格卷标连接，进行优惠讯息以及价格的更新，大幅增加应用的方便性。

图1 零售业者可将透过蓝牙Mesh网络系统，连接商店内的Beacon、传感器与电子价格卷标，延伸出更多元的服务。 数据源：蓝牙技术联盟

IoT成蓝牙新兴发展动力

在蓝牙Mesh与Beacon的结合下，蓝牙技术已从一对一连接发展到可应用广播甚至Mesh拓扑网络的型态，为大规模设备布建的物联网需求提供了更完整且良好的网络技术，尤其蓝牙在行动装置市场的高渗透率、低功耗及无限制的网络规模，更是其切入物联网市场的优势。工研院产经中心(IEK)研究员魏伊伶表示，目前蓝牙技术仍以音频串流及数据传输应用为主，预期未来也将随着智能型手机无线音讯的普及持续成长。而物联网方面的应用也将形成蓝牙应用市场另一股新兴成长动力。

以整体物联网市场来说，企业对企业(B2B)的应用商机会较快发酵，包括智能城市、智能制造以及医疗等应用，在布建模式上都采用B2B项目形式提供，显示公共与商业应用仍是初期的主要发展方向。而蓝牙除了在智能照明、智能楼宇等领域极有潜力外，室内导航、医疗物联网等应用亦是蓝牙切入市场的机会。此外，蓝牙去中心化的特性提供独立、安全且可快速建构的网络。举例来说，在网络环境不佳或特殊灾难发生时，即可运用蓝牙Mesh的技术，建构一个独立于因特网的局域网络。

在企业对消费者(B2C)市场，智能家居应用预期将成该市场的主要驱力，随着智慧音箱的普及带动智能家居设备需求，近期许多以蓝牙为联机基础的家庭设备陆续问世。魏伊伶分析相关产品设计重点指出，设备间的兼容性以及操控的方便性相当重要。因此，除了要与既有的设备兼容，许多产品会绑定手机平台，以App做为控制设备的主要载具，透过与Apple HomeKit等手机智能家居平台的整合来简化设备操控。

图2 蓝牙技术联盟预估，用于设备网络的蓝牙装置年出货量有望在2022年达到5.2亿台。数据源：蓝牙技术联盟

尽管目前已有许多厂商陆续推出商用化产品，但魏伊伶认为，未来智能家居竞争重点可能仍会聚焦在Google Home、Apple HomeKit以及小米米家系统等平台的竞争上，因此她建议，厂商可依据投入之市场需求与平台建立合作关系。

物联网浪潮也将连带影响无线通信模块的发展趋势，魏伊伶观察指出，进入物联网时代，无线通信模块将朝系统单芯片(SoC)的形式发展。过去无线通信模块只须进行数据传输，而因应物联网应用所需，未来无线通信模块还必须具备数据储存，以及数据处理的功能来进行初步运算，因此SoC将成大势所趋。另外，过去业者在选择无线通信模块的考虑，主要着重在成本以及效能表现上，而随着物联网应用场域越来越广泛，许多布建皆采电池供电，因此低功耗也将成为无线通信模块发展的要点。

物联网浪潮掀起无线通信技术间的竞争，蓝牙技术在传输速率与数据量上虽然不及其他无线通信技术，但事实上，有许多物联网应用并不需要太大的数据传输量，因此蓝牙仍有望借着低功耗与可独立于因特网运作的特性，跃升为物联网无线通信的焦点技术。