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物联网带来的减肥运动

2015/10/27 11:54:57来源:本站原创 【字体:

导 读:电子工程、半导体、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。
关 键 词:物联网

  电子工程、半导体、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。
 

物联网带来的减肥运动

在6LoWPAN之后有人提出uIP的微型化IP协议,以及lwIP的轻量化IP协议,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的封包数据,如此无法支持IPv6协议,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协议进行减肥,把一些比较细腻的表达信息舍弃,把一些重复表达的信息舍弃,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协议(主要为Cisco与Atmel所提),以及lwIP的轻量化IP协议,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芯片即宣布支持lwIP。

  类似的,LTE过往总追求高数据传输率,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。

  协议方面还有更多的轻量化工作,例如业界提出CoAP(Constrained Application Protocol)协议,也是一种轻量化的作法,其传输上实行UDP(User Datagram Protocol)协议,而非TCP(Transmission Control Protocol)协定,此也有助于减少数据传输量,虽然这些轻量化也带来一些牺牲,例如UDP协议不似TCP具备联机状态,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,是应用数据的传递,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字段、属性的数据,但XML格式使封包量大增,1MB原生实质数据,改以XML格式表达后,可能增至4~10MB数据量。

  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持JSON格式,如Google提出的Weave协议也支持JSON格式,MediaTek的云端物联网服务MCS(MediaTek Cloud Services)也支持JSON。

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

  再者,由IBM内部研究提出的MQTT(MQ Telemetry Transport)协议,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持MQTT,例如Facebook的传讯功能Facebook Messenger即实行MQTT,或2015年10月Amazon的AWS (Amazon Web Services)也支援MQTT。

  由此可知,物联网协议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,还需要对现行协议进行简化,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件也能实行。

  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、同一取向的协议,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个装置的联机。

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



 
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