在眾多聯網應用中，智能家居是備受矚目的應用之一，而室內短距無線通信顯然就是最重要的網絡基礎架構，其中網狀網絡（Mesh Network）更是發展的關鍵，Z-Wave、WiFi、Bluetooth皆投入網狀網絡的發展，搶占智能家居聯網的關鍵戰略地位。

Z-Wave揮軍家庭應用

智能家居聯網戰火再添一筆。Z-Wave挾帶本身完全兼容所有Z-Wave相關產品的特性，積極布局智能家居市場，目前已有超過1億個Z-Wave節點運行于市面上，而韓國將是Z-Wave第一波主力戰場。 Silicon Labs亞太區高級市場經理陳雄基談到，Z-Wave在技術上主要提供包含軟件、硬件模塊與認證等。透過認證的方式，確保Z-Wave產品之間的兼容性，目前已有超過700多家制造商和服務廠商，提供超過2，400個通過Z-Wave認證產品。 陳雄基表示，該公司主要是透過內部開發與收購，打造完整家庭無線聯網的產品系列。看好Z-Wave在智能家居的發展潛力，Silicon Labs日前以2.4億美元的現金交易，完成收購Sigma Designs旗下Z-Wave事業部門，企圖結合Z-Wave網狀網絡技術和可互操作的產品特性，加上Silicon Labs的多重協議專業知識，為數百萬智能家居潛在客戶提供廣大的商機。 以亞太區來看，Silicon Labs應用工程經理黃鐘翊分析，Z-Wave第一個成長最高的地區為韓國，現可看到韓國三大電信商，包含KT、SKT、LG+皆可支持Z-Wave相關應用，透過Z-Wave產品提供智能家居的服務；其次的Z-Wave熱門市場為日本，在KDDI進入市場后，該公司現在正與許多日本電信商洽談，不過受限于日本的國族民情（偏好使用本國產制的產品），發展步伐較韓國市場緩慢；第三，中國本身為內需非常龐大的市場，其在智能家居體系的生態也較雜亂，光是專屬協議（Proprietary）就有上千種，基于此，Z-Wave布局中國市場須要耕耘的時間也就會更長。 黃鐘翊透露，在***地區，該公司目前正與工研院和電信商進行一些智能家居的開發計劃，例如燈控與家庭監控等應用。 Z-Wave無論是在產品的種類或數量皆高于其它家用的通訊協議。不過在技術上，Z-Wave必須要有一個Bridge做為Z-Wave裝置之間溝通的橋梁，例如使用智能音箱的Alexa進行語音控制之前，需要有一個Bridge來串連智能音箱操作。相較于本身支持藍牙或Wi-Fi的智慧音箱，需要增加一個Bridge做為Z-Wave溝通橋梁或許將增加一個額外的成本，但Z-Wave本身具備的完整生態圈、產品兼容性、安全性與多樣化的產品特性，是推動Z-Wave發展的關鍵要素。 據了解，目前市場上僅有Silicon Labs能提供Z-Wave的芯片與模塊。陳雄基表示，該公司主要是提供一個完整的解決方案，其內容包含芯片、軟件與認證三大主軸。在芯片部分，目前大多數IC設計公司都是透過臺積電（TSMC）代工，電路設計挑戰相對而言是由晶圓廠來負擔，但在軟件與認證方面，則是IC供貨商需要關注的地方，而這也是半導體產業跳脫出硬件思維，將重心放在軟件設計與認證的重要觀念。

Wi-Fi Mesh確保家庭聯網質量

過去幾十年間，聯機技術的發展是基于溝通目的，并強調人與裝置相連，而隨著聯網應用的興起，未來人與社群、人與環境的相連都將成為聯機技術發展重點，各界關注的不再只是技術的演進，更重要的是如何以聯機技術為基礎發展出更多元的應用。在聯網應用越趨廣泛的同時，如何確保信息安全也將成為重要的發展目標。 在眾多聯網應用中，智能家居是備受矚目的應用領域之一，進入物聯網與AI時代，要實現智能家居除了需要有良好的聯網技術，還必須將人工智能（AI）、機器學習等技術導入裝置中，提升人與物、物與物間的互動能力。最后，則必須透過嚴密的資安防護機制，確保系統不被入侵。 高通資深副總裁暨連接與網絡部門總經理Rahul Patel表示，隨著多媒體消費以及家庭聯網的需求提升，使用者越來越注重家中的Wi-Fi聯機質量，而Wi-Fi Mesh因能保障良好的聯機質量，成為家庭聯網的熱門技術。Patel指出，現今北美路由器市場有42%的消費者使用Wi-Fi Mesh，而高通預期這股動能將會持續下去。 Wi-Fi Mesh最大的優勢是其具備自我修復與自我保護的能力，在其中一個節點發生故障時，網狀網絡能將所需的負載轉移至其他節點，進行動態自愈，確保聯機質量不受影響。此外，網狀網絡擁有多個節點可以運用，且可以實現裝置間的直接通訊，提升聯網的擴充性與靈活性，以因應日趨多元的應用。Patel進一步指出，Wi-Fi Mesh無須再擴充硬設備，即可使用射頻訊號來監控家中變化，如門窗是否被打開，或者家中的老人目前的活動狀態，以提升居家安全。 因網狀網絡具備許多優勢，有越來越多無線通信標準支持Mesh架構，如藍牙技術。不過，Patel指出，藍牙Mesh與Wi-Fi Mesh間并不存在競爭關系，反倒是相輔相成，過去全世界最大的藍牙芯片供貨商CSR目前就是Qualcomm的藍牙部門，而高通許多產品也同時搭載這兩種技術，以滿足不同的應用需求。在照明、手機與周邊裝置等短距離的互聯，即適合采用藍牙Mesh技術來實現；而Wi-Fi Mesh則可用以實現較長距離與高傳輸速率的互聯應用，如影片串流。 在家庭聯網的架構方面，Patel認為，隨著聯網的需求越來越多元，邊緣運算將成為未來的發展趨勢。邊緣運算能在終端設備進行數據處理，無須將所有數據都傳送至云端，不但能降低數據遭竊取的風險，亦能解決云端架構負擔過多運算產生的帶寬壅塞及延遲等問題。Patel以智慧門鈴為例說明，現今許多搭載攝影機的智能門鈴采用云端平臺進行影像串流，當有訪客或其他異狀時，系統會將訊息上傳至云端，再透過云端發送通知至使用者的手機，然而過程中的延遲可能導致使用者接收到通知要做響應時，訪客可能已經離去，因而無法達到實時性的互動。

藍牙不缺席網狀網絡

談到網狀網絡，目前最為市場熟悉的應該是藍牙Mesh，Nordic***區業務經理陳俊志說明，藍牙Mesh于2017年7月正式發表，藍牙4.0以上版本即可運作，這一年以來許多芯片供貨商都將藍牙Mesh與Zigbee、Thread這兩個智能家居短距無線連結控制技術結合，并推出解決方案，也有越來越多系統應用開發商投入，預計2019年就會有終端產品問世，市場也將逐步進入高速成長的階段。 Nordic nRF52840 SoC通過藍牙5（低功耗藍牙）和Thread 1.1認證，同時支持藍牙5和Thread。這項功能是利用該SoC組件的低功耗藍牙和Thread“動態多協議”功能來實現，它同時支持Nordic的S140 v5迭構（低功耗藍牙協議堆棧）和OpenThread RF協議堆棧，并與物聯網平臺Particle Mesh合作，協助開發人員利用運行Thread開源版本OpenThread的IEEE 802.15.4節點來快速建構Mesh網絡。Particle Mesh包括Argon（支持Wi-Fi/Mesh/低功耗藍牙）、Boron（支援LTE M1和NB1/Mesh/低功耗藍牙）和Xenon（支援Mesh/低功耗藍牙）三種物聯網網關，可將低功率無線傳感器Mesh網絡連接到互聯網。

由于室內/家庭的短距無線應用，會是混合的無線網絡環境，多種無線技術共存應該還是短期內的常態，由于多個技術都是IEEE旗下的標準，是否可以出現跨標準的網狀網絡架構？或透過軟件整合不同網絡，應該是現階段推動的重點。陳俊志認為，發展上應該會先從類似燈具的控制開始，再發展到裝置的鏈接或訊號、數據的傳輸，建立一個順暢的網絡使用經驗才是消費者真正在乎的。