在兩年前小米Note發布會上，雷軍講述了當時小米的理念，要“優雅地解決手機與智能設備互聯問題”，他說：“有些智能設備，我這樣的專家花幾個小時都連接不上”，物聯網設備遇到的第一關居然是如何連上網，雷軍有時候都要花好幾個小時才搞懂連接方法，遑論不懂技術的普通消費者？
如今已經過去了兩年，我已經不再重點關注手機市場，也不知小米是否還在為優雅地解決手機與智能設備互聯問題而努力，但隨著藍牙5.0的推出與NBIoT標準凍結，物聯網無線連接方案之爭愈演愈烈。
目前面向物聯網應用的無線連接技術多種多樣，在覆蓋范圍、功耗高低、傳輸速率、載波頻段以及布網便捷性等都方面都有差異。雖然不同的標準多是為了滿足市場不同的需求而制定，但標準繁多也是不同行業之間為了商業利益相互爭斗互不妥協的結果，互不妥協就造成了互不兼容，越來越多的無線接入方式，帶給用戶的不僅是便利，也有許多麻煩。雷軍兩年前的言論是從終端產品用戶角度出發看無線連接，在我與多位電子行業的工程師交流過程中也了解到，紛繁復雜的無線連接也是普通工程師的噩夢，尤其是多無線連接設備，硬件工程師要考慮不同制式之間的干擾，軟件工程師要考慮不同模式如何共存，這些都增加了開發難度。
本期封面故事既不討論各種無線接入標準的優劣，也不預測哪種接入設備出貨量更多，而是請廠商站在開發者與用戶的角度來考慮問題：如何簡化終端產品無線連接的開發難度，怎樣增強無線連接的可靠性與實時性，以及無線連接的安全應如何保證。
此次專題共邀請了八家國內外無線連接領域知名的半導體公司，但兩家國內廠商先后以不同原因退出，一家日本廠商與一家歐洲廠商事先聲明不參加本次專訪，美國高通公司在截止日之前沒有給出任何回復。所以最終只有三家廠商參與本次專題，但我并不遺憾，我從來都認為，廠商不參加我的專題采訪，不是我的損失，參加的廠商少反而是一件好事。
用戶抱怨最多的無線連接問題是什么？
賽普拉斯（Cypress）亞太區物聯網應用總監楊學賢認為，芯片廠商一般面對的是商業客戶，與終端消費者擔心無線技術復雜不同，一些商業客戶認為無線設計很簡單，非常容易搞定，這就把麻煩扔給了終端產品用戶。
他舉了一個例子：有一個客戶計劃采用無線方式傳輸音視頻，根據其應用場景和同時接入用戶數量，賽普拉斯推薦該客戶采用支持802.11ac規格的無線傳輸系統，但客戶認為并不需要802.11ac，該系統采用802.11n技術就可以實現。但實際產品出來后，由于傳輸帶寬不夠，在應用中就會偶爾出現視頻流中斷或者聲音卡頓的現象，客戶的用戶在使用時體驗很差。
凌力爾特（Linear Technology）Dust Networks產品部產品市場經理 Ross Yu則從工業應用角度來談了這個問題，他表示，工業物聯網無線連接系統的應用環境通常比消費類更嚴苛，而用戶期望的無故障服役時間更長。在市場調研機構ON World對全球工業無線傳感器網絡（Wireless Sensor Network，簡稱WSN）用戶進行的調查問卷顯示，WSN的可靠性與安全性是用戶最關注的問題。
Ross Yu強調，工業無線通信中偶爾的丟包可以接受，但決不允許出現較長時間的通信中斷。假如數據出錯率為1%，那么相當于每年有3.65天的計劃外停機，這對工業用戶來說是難以容忍的。以他的經驗來看，半天的通信中斷足以激怒客戶，假如一年內出現兩次半天通信中斷，即便派人去維修好了，也有極大的可能會丟掉這個用戶。
感臻科技副總裁曹躍瀧表示，其客戶在無線應用方面最多的抱怨是Zigbee網絡不容易安裝，配置起來很麻煩；相對而言，Wi-Fi設備部署簡單，但也容易受干擾，連接的終端設備多了經常掉線。
對于改善方向，楊學賢認為，經驗豐富的客戶會認識到無線設計的風險，虛心聽取芯片廠商的設計建議，這樣開發出來的產品用戶體驗就會更好。“我們呼吁廠家，從最終用戶的角度考慮，在產品無線連接方面多花些功夫，最終用戶體驗好了，產品才好賣。”
Marvell高級產品營銷經理Jawad Haider也表示，優秀的技術文檔、完整的工具鏈以及實時的技術支持是幫助客戶工程師解決無線應用開發難的關鍵。
可靠性與實時性
由于不存在物理連接，所以無線連接的可靠性天然不如有線連接，但工業控制與汽車等應用對于可靠性與實時性又有極高的要求，那么無線技術是怎么來保證連接可靠性與實時性呢？
Ross Yu指出，要實現工業無線網絡近零維護地常年運行，必須在網絡架構設計時加入多種除障機制，給整個系統留出足夠的冗余資源，以保證在故障出現時能夠快速啟用備用通道，從而在不丟數據的情況下恢復正常通信。對于無線傳感網絡（WSN），Ross Yu給出了兩種基本的實現冗余設計的方法。
首先是空間冗余。一個無線節點周圍，至少有另兩個節點可以與之通信，路由策略須能實現數據可轉發至其中任一節點，并最終將數據發送至目的節點。相比點對點通信，這種根據冗余通信節點策略而構建的無線網絡，在首選路徑出問題時，會自動跳轉到備選路徑，因此通信可靠性大幅提高。
其次是頻道（或信道）冗余。信道跳頻（channel hopping）的概念就是在載波頻段同時存在多個信道，一對節點每次通信時都可隨時切換信道。工業應用電磁環境復雜多變，某個指定信道偶爾被阻塞或中斷的情況很常見，信道冗余有效降低了由于射頻干擾而出現通信中斷的幾率。
Jawad Haider則表示，應用多用戶多入多出技術（Multi Users Multi Inputs and Multi Outputs，簡稱MU-MIMO）有助于改善企業與家庭網絡因接入點增多而導致的連接不可靠。目前Marvell正在開發支持新無線網絡標準802.11ax的芯片，該芯片采用OFDMA技術，在無線性能上有很大的提升。802.11p已經對車載通信環境進行了優化，充分考慮了車載環境下的通信可靠性，目前Marvell最新的28納米802.11ac芯片已經支持802.11p標準。
賽普拉斯在工業與汽車應用方面的無線方案也很多。楊學賢表示，賽普拉斯的無線連接芯片通過軟硬件整合，以適應復雜的應用場景，在汽車與工業控制領域已經獲得了很多客戶的認可。
工業無線網絡對實時性的要求主要體現在兩點：第一，數據包吞吐量要持續穩定；第二，數據包傳送時間要可控（即傳輸延遲在一定數值內，例如汽車無線接入延時通常要求為1mS）。 Ross Yu告訴與非網記者，數據包沖突是造成網絡擁堵與數據包傳輸延遲的主要原因之一，SmartMesh無線網絡具備在網數據包零沖突（zero in-network collisions）特性， 因而保證了無線連接的實時性。
“在優化和提高無線連接實時性方面，Marvell做了很多工作，特別是音頻傳輸這種對實時性要求高的應用，”Jawad Haider也強調，在無線網絡實時性方面，Marvell實力不俗，“利用802.11mc中的精確時間測量（Fine Time Measurement，簡稱FTM）技術，我們還用軟件實現了智能家庭應用中不同無線連接輸出的同步。”
安全性與私密性
“早期Wi-Fi采用WEP（Wired Equivalent Privacy，等效有限加密）加密，容易被破解，后來技術上升級到WPA（Wi-Fi Protected Access，無線保護接入）、WPA2，WPA2實現了802.11i的強制性要求，采用公認徹底安全的CCMP訊息認證碼（Counter Cipher Mode with Block Chaining Message Authentication Code Protocol，計數器模式密碼塊鏈消息完整碼協議，簡稱CCMP），RC4（Rivest Cipher 4，Rivesr Cipher第四代算法）加密算法也被AES（Advanced Encryption Standard，高級加密標準）所取代，Wi-Fi技術的安全性已經非常高” 楊學賢表示，無線網絡安全問題不僅困擾客戶，也影響著物聯網行業的發展。
“現在藍牙4.0應用還比較普遍，但是藍牙4.0沒有安全措施，漏洞很大。”他認為，在健康監測與收費付款等應用上采用藍牙4.0將會存在很高的風險，“藍牙4.2標準加強了隱私保護和安全連接，采用可解析隨機地址，防止對設備進行跟蹤，對使用者的隱私進行保護。藍牙4.2及以后的標準采用ECHD（Elliptical Curve Hellman-Diffie）算法生成密鑰，密鑰不通過無線交換，第三方設備無法截獲加密密鑰，藍牙4.1或更老版本就沒有這樣安全功能。”
技術手段雖然重要，但楊學賢建議提升用戶的安全意識也很重要。“有的廠家忽視安全隱患，仍然采用藍牙4.0技術生產新產品；有些用戶從不改變產品出廠的默認設置，密碼幾乎是公開的。只有廠家和用戶真正重視起安全來，技術手段才能發揮作用。”
Jawad Haider也持類似觀點，他認為隨著無線技術越來越深入人們的日常生活，越來越多的標準和非標準安全技術被引入無線網絡連接，以保護用戶的隱私和安全。“藍牙4.2新增的‘低功耗（LE）隱私與安全’特性就是一例。”
“凌力爾特認為，所有的無線傳感器網絡通信據須提供安全防護功能，安全是工業無線傳感器網絡的一個關鍵指標，”Ross Yu從對安全屬性要求更高的工業應用來解釋，他表示判斷一個無線傳感器網絡（WSN）是否安全主要從如下三點入手：
●機密性：除了被發送方指定的接收者之外，其他任何人都不能讀取無線網絡中傳輸的數據
●一致性：確保接收到的任何信息都是發送方所要傳送的原始信息，信息內容未經任何添加、刪減或修改。
●授權有效性：確保接收到的任何信息，源自該信息所標識的發送方。如果授權機制中還包含時間參數，那么該機制還可以保證信息不被錄制和重播。
要實現上述要求，在WSN網絡中必須引入許多重要的安全技術，包括更牢固的秘鑰管理策略與更強的加密方法（例如AES128)，用于阻止中繼攻擊的加密級（cryptographic-quality）隨機數生成器，每條信息內建的信息完整性（Message Integrity Checks，簡稱MIC）檢查，以及用于設置設備訪問權限的訪問控制列表（Access Control Lists， 簡稱ACL）。
Ross Yu也指出，安全是一個全網概念，由于并非所有無線傳感網絡都有足夠的安全措施，所以開發人員必須注意“把一個安全的WSN接到一個不安全的網關上，安全漏洞就開始出現，所以在系統設計中，必須考慮端到端的通信安全。”
復合芯片還是標準融合？
手機是目前最常見的多無線制式連接設備，除了工業專用無線連接（例如Zigbee、Lora等），一部智能手機至少要支持包括4G（后向兼容3G、2G）、Wi-Fi、藍牙、GPS等無線技術，不同的無線接入方法在給用戶帶來便利的同時，也提升了手機的成本與射頻設計的復雜度。
由于對成本要求較高，物聯網芯片的無線連接以單一接入方式為主，但也有一些公司已經提供了復合接入芯片。例如Wi-Fi加藍牙或者藍牙加Zigbee的方案。
賽普拉斯的楊學賢就看好這種復合接入芯片的市場，“Wi-Fi藍牙Combo（復合）芯片將是發展最快的無線復合接入方式。Wi-Fi藍牙各有優點，Wi-Fi便于保持網絡暢通，提供寬帶鏈路，藍牙測功耗低，易于鏈接。Combo芯片把它們的優勢結合起來，在多種物聯網設備中已經被廣泛應用。”
Marvell的Jawad Haider的觀點與楊學賢類似，但凌力爾特的Ross Yu則另有看法，他認為在工業應用中，最重要的是將傳感器的數據從部署地安全可靠地傳送到目的地，“與單芯片通信方式是否豐富相比，工業用戶更看重無線通信服務質量。”
另外一方面，不同技術之間相互融合也在發生。很多公司已經在開展4G與Wi-Fi融合技術的研究，4G與局域網聚合技術（LTE WLAN Aggregation，簡稱 LWA）是IP層和協議層的數據融合，對當前LTE與Wi-Fi規范影響都不大，但授權波段輔助接入（License Assisted Access ，簡稱LAA)技術是在物理層進行數據融合，對兩個標準的后續發展影響較大。
某行業資深專家表示，不同無線標準的相互融合，主要的障礙并不在技術上，以4G和Wi-Fi為例，兩者基礎技術類似，目前融合是兩個標準組織競合的表現，在鞏固自己現有市場的同時，把觸角延伸到對方領域去搶市場。
無論是兩種制式集成在一顆芯片上，還是不同無線標準的相互融合，可以看到市場是有實際需求的，但究竟是無線標準逐漸趨于統一，還是單顆物聯網芯片接入方式越來越多，接下來只能等市場選擇與不同標準組織之間角力的結果了。