消费级IoT通讯格局初定：左拥NB右抱蓝牙，WiFi想到了没做到，ZigBee起大早赶晚集
作者：物女王
物联网智库 原创
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其实随着蓝牙Mesh标准落地，消费物联网领域的通讯格局基本已定：蓝牙BT占据局域网大半江山，与坐拥广域网的窄带物联网NB-IoT遥相呼应。
这是我在物联网智库|物女心经专栏|写的第034篇文章。
记得电影《教父2》中有个场景，男主角迈克的车子遇到古巴叛军，当他看到被抓住的叛军不惜“自爆”也要杀死一个军官的场景时，迈克被震撼了，可是旁边的其他人却显得习以为常。
迈克并不是害怕，而是他见微知著。后来在当地黑帮大佬的生日聚会上，迈克发表了自己的观点：军人靠薪水作战，叛军靠生命作战，成本代价即战斗力，因此叛军定会赢得战争。而其他人并没料到叛军会胜利，连首席大佬都一直认为古巴的局势会越来越好，他说：“这个国家过去20年内，叛乱不断，但最后都平息了。”
这就是迈克与普通人的区别，在别人还在盘算能从古巴赚多少钱时，他已经“预知”，如果在古巴投资，回报将是零。
当然，这篇文章不是影评，本文想说说IoT无线通讯协议。就在上周，物联网通讯圈也发生了一次“小爆炸”，此事足以载入物联网史册，或预示了消费领域物联网局域通讯的终极格局。
7月19日，蓝牙技术联盟（Bluetooth Special Interest Group，简称SIG）正式宣布推出SIG Mesh标准，蓝牙BT技术开始全面支持Mesh网络。
全新的蓝牙Mesh功能提供多对多设备传输，并特别提高构建大范围网络覆盖的通信效能，适用于需要让数以万计的设备在可靠、安全的环境下传输的物联网解决方案。
然而，令我略感心痛的是，大多数人对这条“普通”新闻反响平平，视之为一次惯常的发布。其实随着蓝牙Mesh标准落地，消费物联网领域的通讯格局基本已定：蓝牙BT占据局域网大半江山，与坐拥广域网的窄带物联网NB-IoT遥相呼应。
这个预判结论从何而来？以下论据可能充分到令人发指。
的确，这个世界上的局域无线通讯技术很多，非常多。据不完全统计…
然而，协议多并不意味着市场均分，“权重”必须被考虑在内，因为我们本就生活在一个极不平均的幂次世界里。
消费领域物联网局域通讯将被极少数的协议“霸气吞食”绝大多数的市场份额，而其他大量的通讯协议最终只能沦为“长尾”。
那么，有资格“吃掉”大块市场份额的通讯协议需要满足什么条件呢？满足以下三点，基本上可以开挂了。
1. 从网络结构上来看，Mesh网状网络是首要条件。在现有的消费物联网中，大多数场景采用星状网络，存在一个中心点，网络从中心点向外延伸，任何两个设备之间交换信息，都必须通过中心点，中心点故障将导致网络瘫痪。
而在网状通讯网络中，所有设备均可以与其他设备，以及Internet相互通讯，设备与设备之间的通讯完全平等，系统可靠性高，比较容易扩展。在各个设备之间形成的互联互通，可以充分发挥“分布式”计算的优势，每个设备都是数据的贡献者和传输者。
Mesh网络与边缘计算的结合还将进一步提升消费物联网的实用性，这种做法充分利用每个边缘设备中的MCU，将边缘计算分布到各个设备中进行，而不是完全集中到云端。由于利用了每个边缘设备计算能力和协调能力，可以保证断网时基本功能和逻辑存在，提高全网整体稳定性。
为什么将边缘计算能力下放到各个设备中异常重要？因为只有完成这个步骤，才有可能做到为消费者提供精准服务。消费领域的物联网服务，精准的粒度细化到“个人”只是初级起点，消费者更希望物联网知道他在哪里，哪个房间，几点钟，躺着还是站着…不同情境下，消费者希望得到的服务差异极大。怎么精确辨识消费者希望得到哪种服务？各个边缘设备的“能动性”需要被充分调动，这时“分布式”计算即开始大展拳脚。
2. 在消费物联网中，消费电子的产品理念必不可少，通讯协议需要支持手机直连。消费电子产品（我国消费类电子产品是指用于个人和家庭与广播、电视有关的音频和视频产品）的特点是配置简单、功能明确、外观时尚。消费者希望在智能单品和智能系统之间灵活选择，按需部署，实现近乎零用户参与的自动管理，而不是被一整套物价不菲的智能系统“绑架”。这是对用户体验的基本尊重。通讯协议支持手机直连，可以满足充分的部署灵活性。
为什么消费电子化是消费物联网“标配”的产品理念呢？因为满足消费电子理念的产品最易被消费者接受，也最易被大量应用。消费物联网产品具备一定的智能，往往内置算法，通过与消费者充分连接与互动，算法才能发挥作用和创造价值。只有基于大量用户数据的汇总与分析，消费物联网产品的人性化服务才有进一步提升的可能。利用消费电子理念迅速提升智能化产品的销售量和使用率，是非常重要的一个环节，售后的采集到的消费者行为数据，为算法的改进提供了闭环反馈，从而实现智能产品的持续迭代。
3. 通讯协议需要做到功耗足够低。在消费物联网中，大部分产品并不外接电源，而是使用电池供电，电池寿命是制约智能产品生命线的重要瓶颈。哪个消费者也禁不住三天两头给眼花缭乱的各种设备换电池，低功耗的重要性你知我知。
综合考虑上述3点，相信你也觉得蓝牙的优势足够明显。根据Gartner的预计，消费物联网一直在整个物联网版图中占据重要份额，蓝牙作为消费领域物联网局域通讯的强者，前途自然不可限量。
本应做到与蓝牙平起平坐的WiFi和ZigBee，因何与消费物联网局域通讯的头把交椅失之交臂，自是后话。今天的主角是蓝牙，蓝牙的最新进展可圈可点，不吐不快。
BT-Mesh与NB-IoT内外分工，遥相呼应
公元940-985年，Harald Blatand统一了整个丹麦。蓝牙Bluetooth是这个丹麦国王的“绰号”，因为他爱吃蓝梅，牙齿被染蓝，因此而得这一“雅号”。
转瞬来到1998年，爱立信、诺基亚、东芝、IBM和英特尔公司这5家著名厂商的专家们围坐一团，夜以继日的给一种全新的短程无线通信技术起名字，他们认为需要一个极具有表现力的名称才能配得上这项高逼格的新技术。
经过彻夜的关于欧洲历史和未来无线技术发展的讨论后，有人提议用Harald Blatand国王的“雅号”命名。这位国王将挪威，瑞典和丹麦统一起来；他的口齿伶俐善于交际，就如同这项新技术，支持不同领域间的协调工作，斡旋于各个系统间，最终促成良好交流。此名一经提出，专家们立即八方休战，“蓝牙”作为一种新的通讯协议，就此得名。
光阴荏苒，岁月如梭，时间到达2010年。蓝牙经过1.1、1.2、2.0、2.1、3.0等多个版本的演进，蓝牙4.0正式发布，新版本的最大意义在于低功耗，同时加强不同厂商之间的设备兼容性，并且降低延迟，理论最高传输速度为24Mbps，有效覆盖范围扩大到100米，还分化出“低功耗蓝牙”、“传统蓝牙”和“高速蓝牙”三种模式。
2016年6月17日，蓝牙技术联盟（SIG）正式宣布了蓝牙5.0标准。它在性能上将远超早期版本，发射和接收设备之间的有效工作距离可达300米，传输速度是蓝牙4.2版本的2倍。蓝牙5.0还允许无需配对接受信标的数据，传输率提高了8倍。另外，蓝牙5.0支持室内定位导航功能，结合WiFi可以实现精度小于1米的室内定位。
7月19日发布的蓝牙Mesh，可以说为消费物联网而生，Mesh网络内所有的蓝牙设备，作为节点都可以进行通信传输，进一步降低了覆盖距离的要求，节点越多，覆盖盲区越少。据外媒报道，蓝牙Mesh可支持多达32,000个节点，电池寿命以年为单位。
如果你的设备支持蓝牙4.0的低功耗蓝牙技术，只需升级固件，就可获得接入Mesh网状网络的能力。
除了蓝牙强大的技术和品牌优势之外，蓝牙的成本优势也是在市场和企业中长盛不衰的原因之一。每年生产十几亿部的智能手机几乎全部搭载蓝牙4.0，如此庞大的体量摊销了蓝牙协议、蓝牙芯片的软硬件研发成本。
蓝牙模块的成本平均大概只有其他协议的一半。当阿里巴巴祭出9.9元和19.9元物联网无线模块包邮大法的时候，9.9元就是蓝牙模块，19.9元是WiFi模块，可见其中的成本差，也足以看出蓝牙模块的成本之低。
自从上周三标准正式推出以来，大量芯片厂家迅速响应，宣称可以提供蓝牙Mesh芯片，包括CSR、泰凌、博通、Dialog、Nordic、昇润…名单迅速加长。不过把Mesh协议做到足够稳定十分体现功力，“宣称”和“实操”并不是一回事，只有出货量才能见真章。
当然蓝牙Mesh对于苹果HomeKit生态的支持也是必不可少的选项。
HomeKit使得Apple能够配置、连接以及控制智能家居应用中的物联网设备，例如智能锁、智能照明以及传感器等。Apple HomeKit不像其它平台，它不需要一个中央网关设备，这套生态系统可以围绕现有的iOS设备，利用iPad作为家庭控制的中枢。
至此，蓝牙BT与窄带NB，一个主内一个主外，奠定了消费物联网通讯领域的格局。
接下来，我们不得不说说为何WiFi与ZigBee错失“正宫”良机。至于那一大串长尾协议：Thread、Z-wave、KNX、EnOcean…仍将以“常在”形式长期存在，并不在本文讨论之列。
WiFi想到了没做到，ZigBee起个大早赶个晚集
萧伯纳说：历史的经验教训告诉我们，人们不会从历史的经验中吸取教训。所以今天我们就来说说历史。
先从WiFi的奋斗史说起。
也许你还记得从2013年就开始酝酿的WiFi模块撕X大战。随着消费物联网应用的日趋成熟，WiFi模块市场在国内也相应地活跃起来。WiFi模块混战硝烟四起，小米推出22元的小米智能模块，阿里与庆科合作推19.9元的WiFi模组，360推1元的WiFi模块…
故事的起始是博联在2013年推出的一款WiFi智能插座。作为一个WiFi模块企业，推出一款B2C智能插座，博联的主要目的有二：一是通过一个让消费者以最低成本体验智能家居的产品，教导和培育市场，引起家电企业的加盟，为今后销售整套智能WiFi解决方案给家电企业做好铺垫；二是博联希望借助最低门槛的智能单品，获得产品数据和反馈，提升博联的WIFI模块对路由器的适配性。
此举一出，以小米为首的相关企业大批涌入和跟进。目前WiFi模块主流的提供商包括博联、庆科、汉枫、司南物联等，芯片则来自高通、Marvell、MTK、博通、新岸线、上海乐鑫等。
WiFi模块通过一款B2C智能单品穿透市场的做法可以作为蓝牙Mesh开拓市场的良好借鉴。不过由于功耗等因素限制，以WiFi为通讯协议的智能产品仍未彻底撬动消费物联网市场，内置WiFi模块的智能产品大多是电视、空调、电饭煲…等电源供电的家电大件，消费者真正使用WiFi功能的活跃度极为可怜。
为了应对功耗之痛，2016年1月，WiFi联盟发布在900MHz频段工作的WiFi HaLow标准。这个标准提供的一个新功能是睡眠模式，可以有效地延长电池的使用寿命。使用更低频率频段的另外一个好处是网络的穿透能力更强。
不过WiFi HaLow仍面临着两大挑战，首先900MHz的方案需要建立与现存WiFi网络不同的通信基础设施；另外，也是致命的一点，实际部署技术的空窗期太长，因为WiFi联盟计划2018年才会开放HaLow产品的认证，中间这大段的空窗是留给竞争对手来逆袭的么？天下武功，唯快不破，这一演进速度显然跟不上瞬息万变的消费物联网节奏。
再往前看，更为讽刺的是，其实WiFi实验Mesh网络比蓝牙Mesh早了许多许多年。不知你是否了解2009年前后WiFi Mesh的一通疯狂乱搞和几乎全军覆没。当时为了将WiFi Mesh技术商用，IEEE新成立了IEEE 802.11s工作组，制定标准化的扩展服务集。
不过遇到的问题也是有目共睹的难以解决：
首先WiFi Mesh在外场测试时发现，频段干扰情况较为严重，尤其在与其他运营商室外WiFi系统共存时，网络吞吐量严重下降甚至无法正常工作。
其次，在WiFi工作机制下，终端的切换不需要经过网格下发指令，而由终端自身发起切换测量和决策，受到当时算法的限制，网络可控性较差。
最后，IEEE 802.11s工作组受到了来自各个厂商的不同压力，难以发布统一标准，不同厂商均采用私有方案研制产品，导致设备性能、接口标准等差异较大且互不兼容。
谁是先驱，谁是先烈，这个结论，不用我说了吧。
目前WiFi在低速率、低功耗领域遭到来自蓝牙等协议的挑战，高速率、大数据领域又被4G/5G等通讯技术压迫，腹背受敌。根据ABI Research对各种WiFi规格的出货数量预测，新推出的802.11ac作了相应的优化，力图适合嵌入式的物联网应用。
技术上来讲，802.11ac处于5GHz频段，可以有更多的频段同时更少的干扰。802.11ac无线路由器的无线传输速率最高可达1.3Gbps，超过了千兆的传输速度。802.11ac每个通道的工作频宽20/40MHz提高到80/160MHz，这样一来大大提高了无线网络的传输速率。特别值得一提，802.11ac还支持MU-MIMO，这将大幅提高多用户同时接入AP时的吞吐性能。
此外，毫米波段Wi-Fi技术，亦被称为802.11ad，也值得关注。802.11ad基于超高频无线电波，具体来讲，目前的802.11n与802.11ac标准采用5 GHz频率，但802.11ad则使用60 GHz。这意味着其能够处理远高于以往标准的数据量，成为前所未见的最快WiFi方案。
说完WiFi，咱们再来看看苦逼的ZigBee。
作为一种天生的Mesh网络，ZigBee可谓是起了个大早，无奈的是，其在消费物联网领域的“奔跑”姿势一直相当“吃力”。
蜜蜂在发现花丛后会通过一种特殊的肢体语言来告知同伴新发现的食物源位置等信息，这种肢体语言就是ZigZag行舞蹈，是蜜蜂之间一种简单传达信息的方式。借此意义ZigBee作为新一代无线通讯技术的命名。
回顾ZigBee的发展史，也是相当奇葩。因为转身望去，不见科技发展的前半生，却似娱乐圈中恩怨情仇的步步惊心。
提起ZigBee联盟，圈内人往往会联想到南京物联。故事还得从2012年12月说起，为推动ZigBee技术在中国应用，ZigBee联盟在上海成立了中国区总部，南京物联是成立仪式的承办方。然而，这种亲密关系并没有持续太久，便出现了裂痕，事件的导火线是“一封邮件”。
2014年10月，网络上流出的一封署名为ZigBee联盟主席的电子邮件，在邮件中，ZigBee联盟认为，南京物联谎称自己是ZigBee联盟中国区总部，进行不实宣传，并且还滥用ZigBee的商标和名称，严重损害了联盟及成员利益。从此口水大战拉开帷幕，最终以不了了之收场。
作为一个国际性的正式组织，在与南京物联的交恶中，ZigBee联盟没有落下好的口碑，反而因与南京物联的“内耗”，使ZigBee技术的竞争者WiFi、蓝牙等有了更为充足的空间高歌猛进，间接压缩了ZigBee技术在中国市场的利益空间。
另一方面，ZigBee产品本身也有硬伤，即使同样采用ZigBee协议，各种设备可能都无法实现互联互通，就像讲A语言的人能听到B语言者讲话，却不知道对方到底在讲什么一样。
终于在2017年CES前夕，ZigBee联盟正式推出基于ZigBee应用协议栈的物联网IoT通用语言dotdot，试图改变现在多种设备之间通讯语言不统一的现状。
由于ZigBee方案相对封闭，无法与手机直连，而且ZigBee芯片出货量比较大的TI公司，芯片成本均在2~3美金左右，再考虑到其他外围器件和相关2.4G射频器件，成本难以低于10美金，针对消费物联网硬件这种成本敏感又需要大量节点的智能设备，成本极为尴尬。
目前ZigBee在消费物联网领域的打法是立足别墅，提供一整套成千上万元的高档高价的智能解决方案。蓝牙Mesh的推出，将进一步碾压ZigBee在消费物联网领域的市场份额，而将其逼退至工业物联网的围墙之内。
而在工业物联网的范畴，WirelessHART、ISA100.11a、WIA-PA…一批无线协议早已严阵以待，ZigBee能否将集聚在工业远程抄表场景的优势进一步扩展，还得少谱写娱乐新闻，拿出专业实力说事儿才好。
生于忧患，长于逆境，才是适合蓝牙的发展之路
不念过去，不畏将来，摆在蓝牙面前的并不是一片坦途顺境，它必须成为越战越勇的将士。
首先蓝牙需要时间在消费物联网局域通讯领域彻底站稳“王者”地位。
目前市场中使用蓝牙Mesh协议的产品多以智能照明产品为主，根据大多数消费者的使用习惯，灯具并不适合作为智能家居的主要入口。更要命的是，“入口”一词在互联网与移动互联网时代或是一颗救命神丹，浏览器、应用市场、超级APP和手机桌面等都扮演了入口界的当红小生，但是“入口”这颗神丹在智能家居领域却长期无法打通任督二脉。
智能音箱、智能手机、智能电视…似乎都是入口，但又都不是入口。由于“入口”的摇摆不定，智能家居、可穿戴硬件、智能建筑等市场并未全面爆发，尤其是智能家居领域，虽然谷歌、亚马逊、小米、京东、阿里等巨头纷纷左冲右突，公关文案中的爆品接连不断，但冷静的市场和务实的消费者并没有给他们多少好脸看。
不过可以预见，蓝牙门锁、蓝牙窗帘、蓝牙开关、蓝牙煤气报警…一大批产品正在赶来的路上。现在智能手机的年销量接近20亿，想一想50倍的蓝牙终端数量，这是接近1000亿的年销量，几乎是天文数字，可以再造一个体量等同于智能手机的市场。所以，蓝牙Mesh完全是一个可以改写消费物联网历史的协议。
同时值得注意的是，蓝牙Mesh协议的关键技术由少数几家企业把持，是否会出现当年WiFi Mesh那种各家独自为政，延缓甚至阻碍市场成长的分裂现象，创造本该不是问题的问题，也需给予高度警惕。
当然，我们还应冷静的看到，蓝牙并不是消费物联网之外其他领域的通讯首选。任何技术都有其局限性，蓝牙带宽有限，而且并不适合对于延迟高度敏感的应用领域。而对于大多数工业领域而言，尤其是高端制造业，涉及运动控制和工业机器人操作，实时性是一个非常关键的问题。
话说回来，无论消费物联网领域通讯技术竞争得如何激烈，消费者本质上并不关心，只简单要求联网简单、稳定、安全。由于各种通讯协议的覆盖场景重合度增加，蓝牙Mesh、Zigbee、Thread…双模、三模、多模芯片成为显性发展路径，在市场格局仍未明朗之前，模数自然多多益善。
最后，我们跳出通讯网络俯瞰蓝牙的发展。蓝牙核心规范版本4.0中明确定义了蓝牙低能耗技术的架构，不难看出SIG并没有留给蓝牙太多的创新空间。而在通讯领域之外，这个世界已经进入了协同创新的时代。从上个世纪的Linux、Apache，到2008年正式上线的GitHub，再到2015年谷歌的TensorFlow人工智能开源平台，由于全球大规模开放协同效应的释放，极大地加速了互联网技术进步的进程，而技术进步本身又为协同赋能。
而在通讯网络的世界，并没有从全球协作中借力发展，也许有一天，某个“孙正义”入局打破这种既有利益的平衡，建立蓝牙应用层的“GitHub”，激发物联网的原始创新动力，快速跟进不断变化的新兴市场需求。毕竟理论上来说，设备如果支持蓝牙4.0的低功耗蓝牙技术，只需升级固件，就可获得接入Mesh网状网络的能力。开放源码的应用层“GitHub”作为创意源泉，可以极大加速蓝牙Mesh的采用，节省在实施过程中的冗余研发，确保蓝牙Mesh及时跟进快速变化的市场变局。
自从去年11月开始写作【物女心经】这个专栏的文章以来，长情读者肯定发现了，每篇文章我都会讲述一个核心观点。巴菲特的合伙人查理·芒格有句名言：“如果我要拥有一种观点，如果我不能够比全世界最聪明、最有能力、最有资格反驳这个观点的人更能够证否自己，我就不配拥有这个观点。”因此，如果你对任何一个观点持有不同意见，都欢迎在留言区写下你的思考，习惯潜水，但逢帖必看。
希望聪明如你助我更有力的证否自己。
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