智能家居居头功 无线通信技术三国鼎立

  随着智慧居家的兴起,过去一年来,无线网络技术的演进也受到了瞩目,在未来数年,Wi-Fi、Bluetooth及ZigBee这三个标准,仍是会三分天下。

  去年开始,智能居家及物联网的应用,又被重新瞩目,主要有下列三个原因:

  一、无线网络科技的快速成长:使得无论是需要高带宽的设备,或是支持设备的同时连接数目,都比以前呈倍数成长,使得万物连网的概念更容易。

  二、智能手机的普及:让一般消费者习惯用手机来控制所有东西,解决了以前需靠遥控器来设定或操控的不便性(过去需要多个遥控器或是一个超级复杂的万用遥控器)。

  三、云端运算的成熟:让许多应用可以透过网络来连接及运算,家中就不用安装一个昂贵又需要24小时开机的网关。

  无论是智能手机及云端运算,都是每个人日常生活中每天所接触的事物,比较容易理解,但是网络技术的变迁就不是那么司空见惯。所以接下来笔者希望可以深入浅出地介绍过去一年来,无线网络技术的演进以及对智慧居家的影响。

  无线网络技术的演进

  Wi-Fi 802.11ac

  早在2011年,802.11ac就发布了第一个草案,但是正式版本却在2014年1月才定案,但是2014年一定案,就马上造成轰动。主要原因是苹果的大力支持,从Mac Air到iPad Air2到iPhone 6,苹果的新设备都义不反顾地立即支持802.11ac,除了显示出苹果始终保持领先的地位的决心,更重要的是果粉使用苹果设备的主要应用都以影音为主,而影音串流在家中使用,由于2.4G此频段的泛滥使用,干扰非常严重,播放非常不顺畅。

  如果有兴趣而且是使用安卓手机的话,可下载此A p p-NETGEA R W i F i Analytics,扫描一下附近的无线的SSID,就可发现你周遭存在有多到超乎你想象的2.4G无线路由器,因此笔者许多朋友以为家中上网速度变慢,只要增加ADSL速度即可,后来发现主因还是家中的路由器只支援2.4G,而在2.4G频段上有太多路由器同时使用造成干扰,让上网速度变慢,更换成支持802.11ac的路由器后,并将家中的iPad及iPhone切换至5G频段,上网速率便大大地改善,如果家中的旧型笔电不支持5G,也只要添购802.11ac网卡接到笔电也可大幅改善。不过802.11ac对于智慧家居的改进,不只是5G频段的使用,还有下列几个特色:

  一、 波束集中(BeamForming)技术的标准化

  由于无线网络主要的管制机关为FCC(台湾为NCC),为了避免电磁波对人体的影响,功率有一定的限制,在功率限制下如何提高无线收讯率,及减少死角,波束集中技术就成为802.11ac所采取的技术,它会将无线讯号集中波点,也吻合了现今家庭用户,在家中愈来愈少使用笔电及桌机,而改采用手持式装置的趋势。

  二、 支持同时多人多装置的数据收发

 

  以前在802.11n的设备虽然支持MIMO(多天线同时收发),例如:路由器有搭载4支天线,所以当你使用支持MIMO的笔电连接路由器时,MIMO功能会同时透过4支天线传输你要的数据到你的笔电,所以使用者会立即感受到无线速率的提升,但是它只能同时支持单一使用者,也就是同时有多个使用者要下载文件,或观赏影音,那就会有人产生lag的现象,而这些问题,只要改用802.11ac的路由器,配上支援802.11ac的终端设备,就迎刃而解,家中同时有爸爸看电影,有老婆看韩剧,小孩玩在线游戏(这是笔者家中真实应用写照),都不会有不顺畅的现象发生了。