現在的消費者似乎要求越來越多的新產品和平台把無線技術列為標準配備，而且無論對一般消費者或商務人士，透過無線技術在不同裝置之間共享資訊，都是一項重要的功能。迄今，無線技術在特定產品上的應用程度，一直受限於功耗問題或技術本身的建置成本。藍牙低功耗（Bluetooth low energy；先前稱為Ultra Low Power Bluetooth或Wibree）和Zigbee兩種技術現在都瞄準了這類應用。這兩種技術的功耗都很低，而且都有潛力透過無線技術讓不同裝置和應用互動、共享資料。

比較Zigbee與低功耗藍牙

Zigbee技術因為有大規模的網狀網路（mesh network）能力，很適合用於儀表的自動讀取。藍牙低功耗技術則傾向於以醫療或消費者應用為訴求，瞄準所謂的時髦區域網路。隨著市場的自然發展，未來Zigbee和藍牙低功耗兩種技術應該會在一些應用上重疊，因為藍牙低功耗除了超低功耗的應用之外，還可以支援和Zigbee相同範疇的裝置應用。

CSR在今2008年四月成功展示藍牙低功耗技術，而且CSR的藍牙低功耗晶片將結合標準藍牙（v2.1+EDR），向下相容於既有藍牙產品。迄今，具備藍牙功能的裝置出貨量已超過10億台，在大多數的歐洲和亞洲國家中，有超過半數的消費者至少擁有一台藍牙產品。雖然藍牙低功耗屬於新技術，但是它和這些既有產品之間的相容性，將為消費者和設計者提供更多選擇性。Zigbee的設計之初是用來提供更多垂直的產品整合，而藍牙低功耗則提供水平的廣泛整合，所以藍牙低功耗能為消費者帶來更多選擇。

Zigbee和藍牙低功耗有類似的特性：二者都提供低功耗、高速連接，而且每一顆搭載Zigbee或藍牙低功耗的單芯電池（single-cell）都可使用長達十年。然而，當終端產品部署Zigbee的網狀網路時，功耗卻顯著大於藍牙低功耗。在網狀網路下，裝置需要一直維持「待命」狀態，以接收和傳送資訊；相對的，藍牙低功耗所採用的星狀網路，透過主要裝置（master device）－假設是一支手機與其他的從屬裝置（slave device）連接－假設是電燈等其他家用電器，從屬裝置在閒置時可以持續保持睡眠狀態，只有在收發資訊時才需要啟動，因此可以大幅的降低功耗(圖一)。藍牙低功耗已針對既有藍牙技術和標準進行改良，讓以往一些因為建置成本過於昂貴或不實用，而未能採納藍牙的裝置也能享有無線連接性。

《圖一　Zigbee與低功耗藍牙無線網路架構圖示》

低功耗藍牙效益高用途廣

或許有些人會疑惑藍牙與低功耗版本之間的差異。首先，藍牙低功耗技術所需耗用的資源非常低，因此能更快速連接裝置。相較於一般裝置僅數天或數星期的電池壽命，採用藍牙低功耗的終端產品電池待機時間可長達數年。主要是因為一般標準藍牙裝置在進行連接時，主要裝置（master）必須先經過一連串的連接程序，與從屬裝置（slave）建立同步化後才能開始傳送資料，這些程序包括了－主要裝置必須使用多達32個頻率呼叫一個特定裝置，然後送出FHS （frequency hopping spectrum）封包、查詢從屬裝置、最後在Link Manager和L2CAP協定層協商連接－這些經常性的步驟對傳送較複雜資料協定的標準藍牙是必要的，但也因此延緩連接。

以藍牙低功耗應用於一個無線心跳監視器為例，監視器只需要使用3個頻率向控制／閱讀裝置（例如一支手機或手錶）宣告自己的存在，連線並傳送極短的脈衝資料然後關機。這讓藍牙低功耗能以比標準藍牙快五十倍的速度傳送資料，而較少的資料傳輸時間也讓低功耗射頻有效節省作業時間。

標準藍牙與低功耗藍牙互補應用

也許大家會問，既然藍牙低功耗的功率效益如此高，我們以後又何需使用到標準藍牙呢？其實藍牙低功耗應該被視為標準藍牙的互補技術，因為藍牙低功耗針對超低功率進行最佳化設計的結果，必須犧牲某些支援功能。也就是藍牙低功耗無法支援立體音樂和音響應用所要求的較高資料傳輸率和極低的傳輸延遲。此外，藍牙低功耗也可以單純的只顯示它的資料。例如，一個只需要顯示「溫度」的溫度感應器，並不需要建立連線或保留一個服務發現協定（SDP）記錄，甚至不需要仰賴協定堆疊就可以執行工作，因為只需要由一個掃描裝置就可以輕易偵測到這個儀器和溫度資料。

對標準藍牙而言，最典型的應用就是連接行動耳機和電話。這項應用需要比藍牙低功耗更低延遲和較大頻寬的連接。藍牙低功耗的設計目的是為了以非常快的速度，高效率的傳輸小量的資料，而標準藍牙則是為了傳輸大量資料所設計。

因此我們可以設想未來將出現手機將標準藍牙應用於行動耳機連線，而透過藍牙低功耗將來電資訊（calling ID）顯示在數位手錶上(圖二)；標準藍牙負責立體音響的傳輸，而藍牙低功耗則提供遙控能力。這兩項技術都可以整合到一顆晶片上完成。

《圖二 透過藍牙低功耗將來電資訊（calling ID）顯示在數位手錶上》

藍牙單晶片無線多功能

藍牙低功耗技術結合到既有的藍牙晶片之後，製造商就可以增加無線連接性而幾乎不需增加額外成本，而且也不需要佔用任何額外電路板空間，這對掌上型可攜式裝置而言可說是最重要的設計考量。雖然Zigbee向來鎖定較為利基的市場，但是藍牙低功耗也已開始在這一類應用中廣泛出現，因為它比Zigbee更容易讓OEM廠商結合到產品上，尤其是它不會增加額外的成本或佔用空間。一旦越來越多產品結合藍牙低功耗，市場就將呈指數成長。

手機已逐漸成為你我生活的中樞，對大部分的人來說，手機是最會隨身攜帶的東西。現在市面上所推出的新一代智慧型電話都已經支援電子郵件和連接網路，可以和電腦共享資訊，具備衛星導航能力，甚至在餐廳或車站都可以隨時接收資訊。如果藍牙低功耗就像藍牙技術聯盟(Bluetooth SIG)所預期，被整合到電視機、電燈、中央空調、心跳監視器、微波爐甚至慢跑鞋上，以後大家就可以透過一支小小的手機來當作遙控器，協調所有的家電和裝置。也許在不久的將來，我們想調整室內的燈光和溫度時，只要拿起手機就可以遙控了。

結語

藍牙應該可以說是科技史上相當成功的短距離無線通訊技術。藍牙技術聯盟在測試新標準和協定規格方面經驗豐富，因此所有的消費者都知道一個貼上藍牙標籤的產品具備了什麼樣的功能。也就是說，任何新無線技術的成功關鍵，最後都將取決於消費者對終端產品的理解。藍牙低功耗可以涵蓋龐大範圍的功能與應用，包括（但不限於）原先針對Zigbee所開發的應用。藍牙低功耗擁有廣大的既有與潛在應用市場，這個優勢一旦成功和藍牙技術聯盟在互通性測試與新應用支援等方面的經驗相結合，藍牙低功耗就會成為未來新產品相當完善的無線方案。

（本文作者為CSR全球標準架構工程師）