| 圖4 三個藍牙成長階段及其應用曲線圖 資料來源：Bluetooth SIG 而第三波增長，將來自於藍牙5技術的推出，其可實現比藍牙4高4倍的傳輸距離、2倍的速度和8倍的廣播性能，並且強化了與其他無線IoT協定的共存能力，可做大範圍網路布置，像是占地範圍很廣的工廠，或交通樞紐地的鐵站、航站，可預見未來藍牙拓展這部分新市場的潛力。 事實上，藍牙5不僅是應用層面的擴張，針對藍牙開發者作業系統上技術的更新，包含Google於2017年的I/O大會，已宣布Android O目前處於開發者預覽模式，未來將會有API支持藍牙5，預計於2017年第三季正式推出；另一方面，2017年蘋果(Apple)於WWDC開發者大會上發布在watchOS4支持Core Bluetooth，目前只能運行在Central模式下，最大支持2個併發連接、最短連接間隔30ms，且當App掛起時連接會斷開。 藍牙Mesh低功耗設計原理 藍牙Mesh的設備類型分成兩大種類，第一種為Friend，為有插座可經由交流電直接供電的裝置，此類型的裝置無須考慮功耗問題，即便開啟藍牙接收器，亦可使接收機保持開啟的狀態。 不過針對那些沒有插電的裝置，像是透過鈕扣電池供電的裝置類型，稱為Low Power Node，需要具備省電的功用，因此只有在設備須進行數據收發時，才會打開傳輸進行收發。大致來說，大多數的時間傳送與接收的狀態都是關閉，應用於像是溫度感測器、煙霧偵測或室外空氣品質的感測。 低功耗/互聯性/安全性不可少 短距聯網決勝關鍵 任凱認為，低功耗、互聯互通性與安全性，是短距聯網技術不容忽視的一大要點。無論是任何一種智慧裝置，低功耗特都是產品設計時必備的考量要素；再者，目前市面上大多數的智慧型手機都內建藍牙功能在其中，加上手機已成為人們生活中很重要的一部分，換言之，藍牙在智慧手機生態系統中已有龐大的開發者體系，兼具良好的相容性與互通性。 微電子研究中心(imec)研究員Yao-Hong Liu提到，藍牙5進一步增加傳輸率及傳輸距離，這些改進可以增加更多智慧聯網的應用。以往藍牙主要重於低階的消耗性電子產品應用，新的藍牙5可以拓展到其它高階工業應用等。由於傳輸的要求增加了，在設計上還是要考量功耗及成本。 在安全性部分，任凱指出，未來網路病毒極有可能滲透到物聯網之中，所以任何面向物聯網的無線通訊協定，都需要有完整的安全性防護。對於藍牙Mesh或低功耗藍牙技術而言，皆具備非對稱或對稱加密的一系列保護措施，使得藍牙技術可以安全又放心被應用在消費類、工業類或其他物聯網領域。 任凱進一步談到，藍牙技術採用非對稱或對稱密鑰的方式。由於非對稱加密的運算量比較大，加上在藍牙Mesh當中，許多節點都是透過微處理器(MCU)運算能力有限，故藍牙Mesh使用非對稱與對稱加密，對稱加密部分使用AES128方式，再透過使用非對稱加密方式，交換AES128密鑰，接下來通過AES128加密數據訊息。此技術結合公鑰與私鑰，可有效防止中途擷取的攻擊，加強鏈路傳輸的保護。 另一方面，考量到實際使用的用戶體驗，在藍牙Mesh網路之中，所有節點都有可能需要替換或淘汰，因此藍牙Mesh還導入了密鑰更新機制。舉例來說，任何一個淘汰的裝置，裡面都存有Mesh網路的密鑰，若該裝置隨意丟棄被駭客拿到，其高安全性的網路訊息就間接被取得，故內建密鑰更新機制，可讓藍牙Mesh更新網路節點，直接剔除到網路之外的節點。 整體而言，物聯網裝置設計的考量與短距聯網技術的決勝關鍵，主要來自於低功耗、連結性與安全性等三大重點。但最後要將成品銷售到消費者端時，產品的「價格」仍會成為影響消費者購買意願的主要因素之一，也基於此，設備商或晶片設計商在選用技術的時候，成本問題的要素，也就不容忽視了。 任凱提到，藍牙出貨量2017年就會達到37億，這龐大出貨量，必定會帶來藍牙晶片或模組的成本優化，無論是協定複雜度、價格、成本都將非常具有競爭力。 強化音訊/定位效能 藍牙技術聯盟下一步行動 近兩年藍牙技術聯盟在標準制定上十分積極，相繼發布藍牙5與藍牙Mesh功能，搶進物聯網市場野心可見一斑。相關供應商也密切注目藍牙技術下一步將朝哪個方向邁進，根據藍牙技術聯盟透露，低功耗音頻傳輸與定位系統改良將是未來全力布局的目標。 任凱表示，該聯盟預計未來將音訊傳播運行在低功耗藍牙上面，不僅可以改善音質，更可使原本藍牙耳機約72~90小時待機時間，進一步延長為以周計算。除此之外，透過廣播方式的低功耗音訊傳輸，還可拓展藍牙音頻的應用場景。 舉例而言，目前的口譯設備通常都需要外接一台口譯機，建立不同語言的頻道。未來當低功耗音頻傳輸面世後，藍牙低功耗音頻傳輸支援可實現一對多的機制，無須外接口譯機，僅須透過支援藍牙的手機，就能實現即時翻譯的功能。 另一方面，藍牙技術未來不僅是在音頻上會有進一步的提升，在定位系統上也會有更上層樓的優化。任凱談到，過去藍牙的定位技術以Beacon應用為主，其定位技術是使用RSSI方式，依照訊號強度判別所在位置，容易受到牆壁或障礙物干擾，使定位的準確性受到影響，未來室內定位將採取另外一種定位模式，達到精確定位效果。 可預期的是，未來新一代藍牙技術在定位系統的更新，將為室內定位應用帶來推波助瀾的效果，其中一個最主要的應用場景就是地下停車場。現在的地下停車場基本上會在停車格上方加裝一個指示燈，若停車位已有車輛停放，就會看到停車格上方亮紅燈；未來採用更新後的藍牙室內定位系統，即能讓駕駛者行駛進停車場時，可透過手機引導至空的停車位路徑。 不僅如此，除了室內停車之外，定位所帶來的加值應用，還包含像是在購物中心的場域之中，引導消費者到想要的商店；或在球場上，可透過藍牙或低功耗藍牙技術點餐，並由專人送餐到藍牙發送訊號的地點。 以技術規格來看，目前藍牙5可以發展的空間，具備承載更高的資料量，與更快的傳輸速率，可想像此技術被推廣到音頻和室內定位的應用。看準未來藍牙技術可能發展方向，已陸續有晶片商在產品開發時，事先預留支援音訊和定位的空間，待藍牙技術聯盟標準一發布，即能在第一時間點提供相對應的解決方案。
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