物联网为主流技术带来减肥运动-低调大师

物联网为主流技术带来减肥运动

2017-07-31 517

电子工程、半导体、资通讯产业为了尽快让物联网时代到来，已对现有多种主流技术作了许多调整设定，笔者观察检视了这些改变后，大体可以用“减肥、轻量化Light Weight”等字词来形容。

在6LoWPAN之后有人提出uIP的微型化IP协定，以及lwIP的轻量化IP协定，同样是着眼于嵌入式系统需求...

例如ZigBee打从2004年就开始发展，但原有传输设计一次最多只能传递128Bytes的封包资料，如此无法支援IPv6协定，而IPv6几乎是物联网的必备，因为IPv4几乎用尽，要让东西(Thing)可以上网，肯定要更多的IP。

针对此，业界提出6LoWPAN(IPv6 over Low power Wireless Personal Area Networks)，将原有的IPv6协定进行减肥，把一些比较细腻的表达资讯舍弃，把一些重复表达的资讯舍弃，终于能挤入128Bytes的现有传输模式中，进行传递。

在6LoWPAN之后有人提出uIP的微型化IP协定(主要为Cisco与Atmel所提)，以及lwIP的轻量化IP协定，同样是着眼于嵌入式系统需求，而后因物联网观念兴起而更被看重，如近期知名的ESP8266晶片即宣布支援lwIP。

类似的，LTE过往总追求高资料传输率，不断推出更快速的终端装置类别(Category)，从Category 1一路到Category 15，但为了因应物联网，开始订立退化性标准的Category 0，速率从10.3Mbps～3,916.6Mbps降至1Mbps，后续更将降至200kbps。

协定方面还有更多的轻量化工作，例如业界提出CoAP(Constrained Application Protocol)协定，也是一种轻量化的作法，其传输上采行UDP(User Datagram Protocol)协定，而非TCP(Transmission Control Protocol)协定，此也有助于减少资料传输量，虽然这些轻量化也带来一些牺牲，例如UDP协定不似TCP具备连线状态，但对于不是很严谨的应用，这些牺牲尚能接受。

往CoAP的更上层，是应用资料的传递，此方面一样有轻量化的工程，过往是以XML(eXtensible Markup Language)格式来传递各种不同栏位、属性的资料，但XML格式使封包量大增，1MB原生实质资料，改以XML格式表达后，可能增至4～10MB资料量。

因此，业界提出JSON(JavaScript Object Notation)格式，以便在某些应用场合取代XML，有效减少传输量，目前许多新的物联网技术也积极支援JSON格式，如Google提出的Weave协定也支援JSON格式，MediaTek的云端物联网服务MCS(MediaTek Cloud Services)也支援JSON。

另外，为了管理物联网的装置，OMA(Open Mobile Alliance)提出其M2M的装置管理协定，称为OMA Lightweight M2M，从协定名称也已看到“Lightweight，轻量”字样，简称LWM2M。

再者，由IBM内部研究提出的MQTT(MQ Telemetry Transport)协定，也因为轻量特性而在近年来受到重视，很多云端大厂多开始支援MQTT，例如Facebook的传讯功能Facebook Messenger即采行MQTT，或2015年10月Amazon的AWS (Amazon Web Services)也支援MQTT。

由此可知，物联网协定不单只有产业联盟的相互较劲，如AllSeen、OIC、Apple HomeKit、ECHONET Lite(由名称也可看出已进行轻量化)、Google Weave等的叫战之外，还需要对现行协定进行简化，而越是轻量则越有潜在普及机会，因为再初阶入门规格的硬体也能采行。

幸运的是，这些轻量化的标准，是针对各环节进行轻量化，相互之间的冲突性不高，或即便是属于同一类型、同一取向的协定，至目前为止也没有高度的敌对竞争态势。

即便克服了运算负荷、传输负荷问题，挑战也还没结束，现行传输站能否负荷，也是个问题，所谓传输站包含LTE基地台、家用Wi-Fi路由器等，Google为此提出高价、高规格的OnHub路由器，宣称同时间可服务128个装置的连线。

而LTE后续的5G，也明订每平方公尺的覆盖范围内都能支援服务，也就是每平方公里要能支援100万个装置节点连线传输，这将成为下一个重要挑战。

作者：何妍

来源：51CTO

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