在眾多聯網應用中，智慧家庭是備受矚目的應用領域之一，而室內短距無線通訊顯然就是最重要的網路基礎架構，其中網狀網路(Mesh Network)更是發展的關鍵，Z-Wave、WiFi、Bluetooth皆投入網狀網路的發展，搶占智慧家庭聯網的關鍵戰略地位。
物聯網概念發酵，談論已久的智慧家庭應用首先受惠，而室內短距無線通訊顯然就是最重要的網路基礎架構，其中網狀網路(Mesh Network)更是發展的關鍵，包括WiFi、Bluetooth、Zigbee、Thread、Z-Wave近期都致力發展Mesh解決方案，搶占智慧家庭聯網的關鍵戰略地位。
Z-Wave揮軍家庭應用
智慧家庭聯網戰火再添一筆。Z-Wave挾帶本身完全兼容所有Z-Wave相關產品的特性，積極布局智慧家庭市場，目前已有超過1億個Z-Wave節點運行於市面上，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體、硬體模組與認證等。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多家製造商和服務廠商，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在智慧家庭的發展潛力，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網狀網路技術和可互操作的產品特性，加上Silicon Labs的多重協定專業知識，為數百萬智慧家庭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(圖1)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+皆可支援Z-Wave相關應用，透過Z-Wave產品提供智慧家庭的服務；其次的Z-Wave熱門市場為日本，在KDDI進入市場後，該公司現在正與許多日本電信商洽談，不過受限於日本的國族民情(偏好使用本國產製的產品)，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，其在智慧家庭體系的生態也較雜亂，光是專屬協定(Proprietary)就有上千種，基於此，Z-Wave布局中國市場須要耕耘的時間也就會更長。
圖1 Silicon Labs應用工程經理黃鐘翊表示，韓國三大電信商
已支援Z-Wave產品，預計將是在亞太區發展最快的國家。
黃鐘翊透露，在台灣地區，該公司目前正與工研院和電信商進行一些智慧家庭的開發計畫，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於其它家用的通訊協定。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，例如使用智慧音箱的Alexa進行語音控制之前，需要有一個Bridge來串連智慧音箱操作。相較於本身支援藍牙或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的晶片與模組。陳雄基表示，該公司主要是提供一個完整的解決方案，其內容包含晶片、軟體與認證三大主軸。在晶片部分，目前大多數IC設計公司都是透過台積電(TSMC)代工，電路設計挑戰相對而言是由晶圓廠來負擔，但在軟體與認證方面，則是IC供應商需要關注的地方，而這也是半導體產業跳脫出硬體思維，將重心放在軟體設計與認證的重要觀念。
Wi-Fi Mesh確保家庭聯網品質
過去幾十年間，連線技術的發展是基於溝通目的，並強調人與裝置相連，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連線技術發展重點，各界關注的不再只是技術的演進，更重要的是如何以連線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，如何確保資訊安全也將成為重要的發展目標。
在眾多聯網應用中，智慧家庭是備受矚目的應用領域之一，進入物聯網與AI時代，要實現智慧家庭除了需要有良好的聯網技術，還必須將人工智慧(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。最後，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路部門總經理Rahul Patel(圖2)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連線品質，而Wi-Fi Mesh因能保障良好的連線品質，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。
圖2 高通資深副總裁暨連接與網路部門總經理Rahul Patel指出，
Wi-Fi Mesh能保障連線品質，成為家庭聯網熱門技術。
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，網狀網路能將所需的負載轉移至其他節點，進行動態自癒，確保連線品質不受影響。此外，網狀網路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無須再擴充硬體設備，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。
因網狀網路具備許多優勢，有越來越多無線通訊標準支援Mesh架構，如藍牙技術。不過，Patel指出，藍牙Mesh與Wi-Fi Mesh間並不存在競爭關係，反倒是相輔相成，過去全世界最大的藍牙晶片供應商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，即適合採用藍牙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資料處理，無須將所有資料都傳送至雲端，不但能降低資料遭竊取的風險，亦能解決雲端架構負擔過多運算產生的頻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慧門鈴採用雲端平台進行影像串流，當有訪客或其他異狀時，系統會將訊息上傳至雲端，再透過雲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回應時，訪客可能已經離去，因而無法達到即時性的互動。
藍牙不缺席網狀網路
談到網狀網路，目前最為市場熟悉的應該是藍牙Mesh，Nordic台灣區業務經理陳俊志說明，藍牙Mesh於2017年7月正式發表，藍牙4.0以上版本即可運作，這一年以來許多晶片供應商都將藍牙Mesh與Zigbee、Thread這兩個智慧家庭短距無線連結控制技術結合，並推出解決方案，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，同時支援藍牙5和Thread。這項功能是利用該SoC元件的低功耗藍牙和Thread「動態多協定」功能來實現，它同時支援Nordic的S140 v5疊構(低功耗藍牙協定堆疊)和OpenThread RF協定堆疊，並與物聯網平台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網路。Particle Mesh包括Argon(支援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IoT閘道器，可將低功率無線感測器Mesh網路連接到網際網路。
由於室內/家庭的短距無線應用，會是混合的無線網路環境，多種無線技術共存應該還是短期內的常態，由於多個技術都是IEEE旗下的標準，是否可以出現跨標準的網狀網路架構？或透過軟體整合不同網路，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，再發展到裝置的連結或訊號、資料的傳輸，建立一個順暢的網路使用經驗才是消費者真正在乎的。