Bluetooth SIG annoncerer Bluetooth Mesh til storskalaenetværk

Den måned, som Bluetooth SIG har fjernet deres seneste standardprojekt: En tilføjelse til Bluetooth-specifikationen, der muliggør oprettelse af store netværk af enheder. Doblet "Bluetooth Mesh", den nye standard er designet til smarte boliger, offentlige og produktionsanlæg. En forlængelse af Bluetooth LE-protokollen håber Bluetooth SIG, at de første produkter, der understøtter Bluetooth Mesh-specifikationen, vil være tilgængelige hurtigt i de kommende måneder, da den nye teknologi ikke kræver hovedsagelig ny hardware.

Bluetooth Evolution

Bluetooth-teknologien blev oprindeligt udviklet i slutningen af ​​1990'erne for at muliggøre trådløs kommunikation mellem enheder og enheder. Denne teknologi til enhed har udviklet sig siden 1997 ved at forbedre overførselshastigheder, udvide rækkevidde og forbedre pålideligheden. I de tidlige 2000'er fastslog forskere og produktudviklere, at der var mange enheder, der kunne drage fordel af kortslutnings trådløs forbindelse, men havde ikke brug for en fuldgyldig Bluetooth-implementering på grund af strømforbrug og størrelsesproblemer. Til dette formål begyndte udviklere fra Nokia og andre virksomheder at designe en lav-power-version af Bluetooth, der blev markedsført under Wibree-varemærket i 2006, og blev derefter en del af Bluetooth 4.0-specifikationen under Bluetooth Smart (Bluetooth LE) varemærket.

Bluetooth LE introducerede et et-til-mange kommunikationsparadigm til standarden, hvilket muliggør forskellige nye brugsmodeller og -programmer, som f.eks. Objektsøgning af beacons eller måde at finde beacons. I mellemtiden bruger en Bluetooth-sammenkobling til enheden til enheder og enheder til mange enheder en stjernetopologi, og sådanne netværk har således grænser for deres rækkevidde og antallet af enheder i et netværk, der kan hæmme deres brugsmodeller.

Med introduktionen af ​​Bluetooth Mesh-standarden bringer Bluetooth SIG et mange til mange kommunikationsparadigm til standarden. Som navnet antyder, muliggør Bluetooth Mesh opbygning af storskalaenetværksnetværk med en maskestopologi og udvider således rækkevidden af ​​et enkelt Bluetooth-netværk stort set til uendelig (tankedag og andre faktorer). Til gengæld åbner sådanne store netværk nye brugsmodeller til teknologien, især inden for IoT-enheder.

Hvordan det virker

På et højt niveau bruger Bluetooth Mesh Bluetooth 4.0 LE-protokollen til at transportere data mellem enheder (noder). Det betyder, at næsten alt er allerede fra et dataoverførsels synspunkt, fra lavlagrede radioer til kryptering til applikationslag.

Hvad Bluetooth Mesh tilføjer på toppen af ​​Bluetooth LE er en mulighed for at videresende data (en besked) fra en enhed til andre enheder, der er i direkte radioprogram (et enkelt hop væk), indtil det når destinationen - adressen den sendes til - ved hjælp af den såkaldte forvaltede oversvømmelsesteknik. Forvaltet oversvømmelse giver modtageren mulighed for at bestemme, hvor mange humle det er væk fra afsenderen, og dermed deaktivere meddelelsesudlæsning længere end det er nødvendigt (dvs. indstil det maksimale antal humle, over hvilke meddelelsen genoverføres), og bevar strømmen og sparer båndbredden af hele netværket. Denne teknik sikrer, at meddelelsen altid når sin destination potentielt ved hjælp af forskellige stier, selvom visse noder fejler. Ved at bruge routing-enheder bliver Bluetooth Mesh-netværk også billigere og mere pålidelige - meddelelser kommer altid til deres destinationer, uanset hvad der sker med individuelle noder inden for et netværk (så længe der er en sti).

Under emhætten består Bluetooth Mesh-netværk af relæknudepunkter, som kan genudsende meddelelser og lavt strømknudepunkter, der forbinder til relæknudepunkter til periodisk at sende eller modtage data ved hjælp af en mekanisme kaldet venskab (dvs. hver LP-knude har en ven). Low-power noder kan være forskellige sensorer eller beacons, der kun bruger kort burst data transmissioner med deres "venner", som derefter genudsender deres data til andre knuder.

Bluetooth SIG siger, at et enkelt Bluetooth Mesh-netværk kan indeholde op til 32,767-elementer (en knude har mindst et element eller adresserbar enhed), men indrømmer at i de virkelige verden vil sådanne netværk typisk bestå af højst tusinder i stedet for tiere tusindvis af enheder.

Når det kommer til båndbredde, er den brutto luftdatahastighed for Bluetooth LE 1 Mb / s (ved maksimal transmissionseffekt af 10 mW), men denne figur tegner sig ikke for protokoloverhead. Der er rapporter om, at den maksimale opnåelige BLE-datahastighed er omkring 10 KB / s afhængigt af de anvendte enheder. Sådanne datahastigheder er ikke et problem for punkt-til-punkt-kommunikation inden for moderne topnetværkstopologi. Men hvad sker der, når hundredvis af enheder begynder at passere adskillige meddelelser via netværket, er der endnu en gang at se. Båndbredde, latens (6 ms pr hop - standarden for Bluetooth LE) og manglende prioriterede attributter til datapakker kan være begrænsende faktorer for vedtagelse af Bluetooth Mesh i miljøer, der genererer masser af data.

Det er vigtigt at bemærke, at Bluetooth SIG gjort interoperabilitet en del af specifikationsudviklingsprocessen, og derfor er der allerede gennemført tusindvis af interoperabilitetstest. Dette er ikke helt overraskende, da Bluetooth Mesh spec bygger op Bluetooth LE, og derfor kan eksisterende Bluetooth 4 / 5-kompatible chips understøtte den nye teknologi. I mellemtiden kan aktuelle samtidige enheder måske modtage firmware og softwareopgraderinger for at aktivere Bluetooth Mesh-understøttelse. Nogle enheder beslutningstagere interesseret i at adressere smart hjem og andre applikationer er mere tilbøjelige til at aktivere den nye spec på eksisterende produkter, men andre er mere tilbøjelige til at kvalificere fremtidige produkter til den nye teknologi.

Brug sager og konkurrence

På nuværende tidspunkt forfølger Bluetooth SIG og dets medlemmer flere vigtige applikationer til Bluetooth Mesh: smart home, lighting, beaconing, automation og asset tracking applikationer. Integrering af relæfunktionelle noder til belysningsenheder på tværs af et hjem udvider for eksempel rækkevidden af ​​netværket til hele bygningen. Hvert af de flere relæknudepunkter, der er installeret i hvert rum, kan så forbinde til forskellige lavt strømknudepunkter, såsom temperaturfølere, termostater, vindueblindskontroller osv. I et lager kunne en robot navigere sin vej over bygningen uden nogen begrænsninger i netværksområdet, samtidig med at operatørerne kan spore dens opholdssted.

Bluetooth SIG er helt sikkert ikke alene med sin netværksstandard for IoT-applikationer, især i almindelighed og smart hjem i særdeleshed. Der er ZigBee, der bruges til forskellige smarte husholdningsapparater allerede, der er proprietære teknologier, og Wi-Fi HaLow er indgående. En naturlig fordel, at Bluetooth SIG og dets medlemmer har, er at der er hundredvis af millioner af Bluetooth-aktiverede enheder produceret og solgt hvert år, og derfor vil de fleste kommende smartphones, smarte tv'er, notesbøger, tabletter og andre produkter have evnen til at være kompatibel med Bluetooth Mesh-specifikationen. Som følge heraf vil det give en masse mening for udviklere af intelligente husholdningsapparater til at designe enheder, der er kompatible med Bluetooth Mesh - millioner af forbrugere vil have kompatible enheder i omkring et år fra nu, og dette er et stort antal for et fremvoksende marked. I mellemtiden, når det kommer til brugerdefineret automatisering eller industrielle applikationer, er det stadig at se, hvilke teknologiudviklere der foretrækker for deres store enhedsnet.

Preliminære tanker

I dag er der milliarder af Bluetooth LE-aktiverede enheder, og i de kommende år vil deres antal vokse yderligere, ikke kun fordi folk vil købe flere smartphones, men fordi der vil opstå mange helt nye enhedstyper. Bluetooth Mesh-specifikationen gør det muligt at opbygge store enhedsnet uden at skulle lancere ny hardware, og derfor kan beslutningstagere af intelligente husholdningsapparater (og andre enheder) begynde at hurtigt vedtage den nye teknologi i de kommende måneder.

Med udgangspunkt i Bluetooth LE-specifikationen og transportmekanismen for styret oversvømmelsesbeskyttelse sikres det, at Bluetooth-baserede storskalede enhedsnetværk har forudsigelig ydeevne (RF-interferens), kendte sikkerhedsmekanismer, høj pålidelighed og relativt lave omkostninger. Endvidere eliminerer brugen af ​​Bluetooth LE kyllings- og æg-dilemmaet for den nye standard tidligt i livet, da understøttende enheder allerede er her. Det er imidlertid ikke helt klart, hvordan antallet af knuder pr. Enkelt netværk påvirker dets ydeevne, og det vil være en meget vigtig faktor, når store netværk bestående af hundredvis eller tusindvis af noder er bygget.

Med tanke på, at Bluetooth-forbindelse er allestedsnærværende i dag, har Bluetooth Mesh en god chance for at blive en meget populær trådløs standard for smarte hjem og andre applikationer, forudsat at den kan levere den rigtige ydeevne og sikre kompatibilitet og interoperabilitet mellem enheder fra forskellige leverandører. Bluetooth SIG siger, at interoperabilitet næsten garanteres for Bluetooth Mesh-understøttende enheder, men vi bliver nødt til at se, hvordan det går ud af os selv.

Ellers kan udviklere af smarte enheder begynde at opbygge Bluetooth Mesh-produkter baseret på siliciumløsninger designet af andre. De skal stadig færdiggøre de langvarige Bluetooth-kvalifikationer og / eller deklarationsprocesser for at sikre, at deres produkter opfylder Bluetooth-licensen krav og at betale de relevante gebyrer. Dette vil ikke være et problem for de etablerede spillere, men kan udgøre en lille udfordring for små startups.

Endelig navngiver Bluetooth SIG en række halvlederproducenter, softwareudviklere og enhedsproducenter som blandt Bluetooth Meshs tidlige brugere. Dette omfatter 3M, ARM, Ericsson, STMicroelectronics, Qualcomm, Toshiba og andre. Mens organisationen ikke annoncerer nogen endelige produkter, gør det klart, at Bluetooth Mesh har producentsupport både på silicium og på enhedens niveau. Derudover er der nøglefærdige silicium- og softwareløsninger tilgængelige fra virksomheder som Cypress, Silicon Labs og Wisilica til at opbygge enheder, der er kompatible med Bluetooth Mesh. I sidste ende ser himlen blå ud for Bluetooth Mesh at tage af, men den faktiske markedsaccept vil afhænge af vedtagelsen af ​​IoT-enheder til boliger, kontorer og produktionsfaciliteter.

Kilde

Giv en kommentar

Dette websted bruger Akismet til at reducere spam. Lær, hvordan dine kommentardata behandles.