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射頻/無線  

霧裡看花的物聯網究竟是啥?

上網時間: 2015年01月22日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:物聯網  連結  名詞  定義  IoT 

每次提到這個我們與萬物所存在的、擁有「無所不在連結」的環境,以及我們對它的種種形容詞,我就會想到一部作者為Arthur C. Clarke的經典短篇科幻小說──《神的90億個名字(The nine billion names of God)》。

小說的情節是說一位西藏喇嘛雇用了兩個電腦技術專家,前者認為他們被賦予了列出神的所有名字之任務──估計總共有90億個──然後世界末日就會降臨;那些西藏僧侶已經花了三個世紀的時間試圖完成該任務,不過是透過收集所有他們找到的神名然後用手寫紀錄,而他們發現如果不借助現代科技,他們可能得再花1萬5,000年才能達成目標。

因此西藏僧侶們聘請技術專家利用電腦將該任務的程序自動化;就在專家們完成任務,準備要搭飛機離開西藏的時候──你猜如何?他們發現天上的星辰熄滅了…(編按,這部小說有一篇網友貢獻的中文翻譯版,有興趣閱讀的朋友請參考此連結)。

而如果我們把以上故事裡的任務換成把所謂的「物聯網(IoT)」在過去曾經擁有過的各種名稱列出來,詳細寫下其所有意義以及內涵,我想世界末日真的會來…甚至就在1萬5,000年內。

我們對於替這個連網運算環境命名的狂熱,可能從1998年就開始了;當時產業組織網際網路工程任務小組(Internet Engineering Task Force,IETF)正式將IPv6列為IPv4通訊協議的後繼標準;IPv4採用32位元位置,總共能提供約43億個獨特位置給TCP/IP協議,而因為世界人口不斷增加、個人電腦與伺服器普及化,IPv4的位置已經快要不夠用。

IPv6採用128位元位置,能提供約為IPv4的3.4×1038倍數量的位置,因此理論上不但可讓世界上每個人都分配到自己的URL,所有的寵物、甚至個人物品──也就是萬物──都可能連網。物聯網因為IPv6而成為熱門話題,也許是受到這樣的現實衝擊,我們開始對新的物聯網環境以及其中的實體展開瘋狂命名活動。

各種「裝置」與「設備」

與物聯網相關的名字包括智慧裝置、網路中心運算裝置(netcentric computing devices)、連網電腦(network computers)、無所不在/普及化運算裝置…還有一堆東西也都被定義為「xx設備」或「xx裝置」,總之就是一台具備特定功能的機器(廚房裡的冰箱、烤箱等電器也是)。

舉例來說,能連網的機器如智慧型手機,會被叫做「資訊設備(information appliance)」,因為它的功能已經超越原始的通訊,而能執行眾多過去是由家用PC負責的任務,包括發送電子郵件、觀看照片或視訊檔案…等等。總之許多市場行銷人員開始用「資訊設備」來稱呼幾乎所有的嵌入式裝置。

另一個很熱門的名詞是「連網裝置(Internet appliance)」,這原本是形容一種能讓非技術人員很容易連結網際網路服務的專門設備,但一般消費者甚至是製造商可能都會把它跟前面的「資訊設備」混為一談,然後認為它們都是指智慧型手機。

在物理學領域,有很多名詞是來自於定律或效應的發現者,例如伏特(Volt)、安培(Ampere)、歐姆(Ohm),還有霍爾效應(Hall effect)…等等。筆者以前在一篇文章中提過,也許我們應該把半導體晶片命名為「Noycebox」,來紀念發明IC的Robert Noyce;至於TCP/IP協議,或許用網際網路之父Vinton Cerf與Bob Kahn的名字來命名會更貼切…不是嗎?

我自己喜歡把嵌入式裝置叫做「Tier-0設備」,這種命名法是源自於1960~70年代的運算技術發展史;早期的大型主機、伺服器是「Tier-3設備」,然後伺服器是「Tier-2設備」;桌上型系統則是「Tier-1設備」,包括桌上型電腦、筆記型電腦以及早期的智慧型手機。

而「Tier-0設備」一開始的定義裡是形容比桌上型電腦或智慧型手機更小,主要任務是執行與控制其他裝置相關的即時性嵌入式運算,後來PDA、機上盒、遊戲機與手機廠商的市場行銷人員也開始用「Tier-0設備」來稱呼他們的產品。

物聯網到底是什麼?

現在我們已經來到了物聯網的新時代,照理說也更「智慧」,但現在讓大家搞不清楚的其實不是各種名詞,而是物聯網的定義──對一般大眾甚至是大多數媒體記者(包括科技線)來說,對物聯網最廣泛也最沒意義的解讀是:如果某「物」能與某個網路連結,不管它有沒有具備網際網路功能,那就算是一個「物聯網裝置」。

問題的所在是「物」這個字,我們用它來形容任何一個無生命的個體,其實太模糊、忽略了真正有意義的訊息重點。我是在1990年代末期第一次看到「物聯網」這個名詞,它當時指的是一種利用RFID標籤的「物品追蹤」技術,就像每台網路上的伺服器都有自己的位置,只要給予包裹、企業設備財產等每樣東西一個特別的RFID標籤號碼,就能被追蹤。

後來到2004年,物聯網被擴大解釋為由IPv6衍生的無線通訊協議6LoWPAN,也就是讓特定的物品連上網際網路、並擁有自己獨特的URL識別位置;那些「物」通常是嵌入式裝置,例如微控制器、感測器,或是不需要人工介入的機器對機器通訊設備。

目前在科技圈,物聯網似乎意味著一個所有電子裝置都能透過IPv6的TCP/IP通訊協議、以自己的獨特URL位置連結在一起的連網世界;但實際上基於各種理由,並不是每樣東西都那麼具連結性,而物聯網也開始被分為一個個子領域,例如工業物聯網、大樓自動化物聯網、國防航太物聯網,以及消費性物聯網。它們彼此之間的共通點其實並不多。

物聯網被分門別類的原因之一,是TCP/IP通訊協議本身在設計之初,是要連結由人類操作的運算系統,其基本假設是根據人類的反應時間以及預期;而因為人類的操作是關鍵,所有的TCP/IP都是保證資料傳遞,在資料傳遞發生時不會過度關注。

這種原始設定對於許多應用領域來說是合適的,例如個人電腦、智慧型手機,以及各種可穿戴裝置如智慧手錶、健康/健身設備等等,因為這些裝置與人類互動密切;不過因為TCP/IP基本上是非同步,也是非即時或非決定性的,偏偏這些是很多嵌入式應用的關鍵需求,特別是在工業領域。此外在軍事、航太應用領域,安全性則是最主要的考量。

萬物連網連萬網…
萬物連網連萬網

萬物連網的世界難以大同

沒有任何排除狀況、讓萬物連結同一個網路的世界是難以實現的;例如在汽車領域,安全就是一個大問題──如何讓要求高安全性的系統與對安全性要求不高的其他系統(例如消費性電子設備)共同合作,是重要考量。

因此筆者認為物聯網世界的分裂狀況還是會持續,只不過都是在一個叫做「物聯網」的主標題之下;而這裡的「物聯網」一詞實際上是不具備太大意義、也沒有傳遞什麼有用的訊息。如果電子產業對命名法則的關注程度,能像對於各種技術標準的關注程度那麼高就好了…

Silicon Labs軟體部門副總裁Skip Ashton最近接受EETimes美國版編輯Junko Yoshida的採訪(參考連結),表示對於物聯網應該要忽略「網」,而更專注於其中的「物」,我認為頗有道理;他表示,徹底了解那些「物」要做什麼,以及他們的思考與行為模式,會是解決物聯網迫切問題──應用層──的關鍵。

Ashton表示,在過去18個月來,產業界的物聯網相關聯盟或組織不斷出現,每個陣營都表示他們的目標是為家用設備建立「互通性」,但顯然都比較關注自家利益。我們能減少這種各自為政的情況,為物聯網建立一套共通的標準與定義嗎?藉助IEEE等標準團體或許是一個方法,但除非受到政府法規的強制要求,恐怕實際狀況還是一團亂。

那麼讓產業團體來訂定一套機制,讓「物聯網」成為一個需要經過認證的標籤呢(例如“IoT Inside”)?但這一切都是需要建立在眾人對命名法則有共識、希望讓「物聯網」這個名詞真正具備意義的基礎上,我不認為這是可能存在的。市場上有太多的投資利用了市場的「物聯網」熱潮,廠商會希望這個名詞越模糊、定義越不明確,而且維持的時間越長越好…

不過或許我們不需要花1萬5,000年來搞清楚「物聯網」到底是什麼;以目前的佈署速率來看,IPv6可以撐上兩三百年,而且IPv4目前仍承載全球超過九成的網路流量;大約到25世紀,我們才會看到一個真正的物聯網世界實現。

編譯:Judith Cheng

(參考原文: Namedropping: The Many Names of Internet of Things,by Bernard Cole)





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