典型數(shù)字家庭設(shè)計(jì)實(shí)例集錦(二)

　　還有一個(gè)不可忽視的因素，就是802.11n正在迅速成為無(wú)線PC和路由器的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，這將為高速數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用提供了額外的支持。這些應(yīng)用包括數(shù)字家庭中的視頻流傳輸，3D游戲等。802.11n為WiFi提供的5G頻段，更是為WiFi添加了新的動(dòng)力，使之具備了進(jìn)入包括機(jī)頂盒、高清電視、媒體播放器等消費(fèi)類電子領(lǐng)域的能力?！巴ㄟ^(guò)兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的互補(bǔ)，使得WiFi生態(tài)環(huán)境將繼續(xù)改進(jìn)人們?cè)诩彝ブ械臏贤ǚ绞揭约皩?duì)媒體節(jié)目的享受體驗(yàn)”，Hurlston認(rèn)為。

　　但另一方面，無(wú)論是802.11g，還是802.11n，其頻率的衰落特性在數(shù)字家庭中都將受到考驗(yàn)，尤其是后者。需要考慮的應(yīng)該是事情的兩個(gè)方面，一方面要考慮建筑物衰落特性對(duì)應(yīng)用QoS的影響，另一方面還要考慮加大功率時(shí)產(chǎn)生的綜合EMI問(wèn)題。尤其是中國(guó)單元式住房結(jié)構(gòu)與西方國(guó)家有很大的不同。

　　ZigBee還能否趕上數(shù)字家庭的盛宴？

　　數(shù)字家庭中有很大一塊任務(wù)屬于控制域，即傳感器網(wǎng)絡(luò)的范疇。涉及到安全監(jiān)控，自動(dòng)抄表，遠(yuǎn)程控制和維修，各種電子電氣設(shè)備的控制等。這類任務(wù)無(wú)需太高的傳輸速率，但可靠性和網(wǎng)絡(luò)體系更為主要。這些特性似乎決定了ZigBee成為其最為理想的選擇。飛思卡爾香港有限公司無(wú)線與移動(dòng)系統(tǒng)事業(yè)部市場(chǎng)經(jīng)理鄺景亮就是如此認(rèn)為的，他說(shuō)：“ZigBee具有路徑選擇、自動(dòng)連結(jié)網(wǎng)絡(luò)及自我恢復(fù)等主要功能，非常適合數(shù)字家庭中的監(jiān)控、控制與感測(cè)式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用”。但他同時(shí)認(rèn)為，目前由于設(shè)備更新和成本問(wèn)題，ZigBee將首先僅在燈光控制中得到應(yīng)用。

　　圖2：ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的三級(jí)設(shè)備類型。

　　ZigBee協(xié)議定義了三種節(jié)點(diǎn)類型-網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器、路由器和終端設(shè)備。ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的中心，它負(fù)責(zé)的功能包括建立，維持和管理網(wǎng)絡(luò)，分配網(wǎng)絡(luò)地址等。協(xié)調(diào)器可以通過(guò)選擇網(wǎng)絡(luò)的工作信道和個(gè)域網(wǎng)識(shí)別標(biāo)志（PAN ID）來(lái)啟動(dòng)一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)。一旦網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)，路由器和終端設(shè)備就能加入網(wǎng)絡(luò)并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)射和路由數(shù)據(jù)。該網(wǎng)絡(luò)具有嚴(yán)格的級(jí)別管理，終端設(shè)備不能參與路由數(shù)據(jù)，因此在不發(fā)射和接收數(shù)據(jù)時(shí)可以休眠。這些特點(diǎn)恰恰與數(shù)字家庭中的控制功能相匹配。ZigBee的覆蓋距離最大為近100米，這點(diǎn)與家庭應(yīng)用也比較貼合。

　　其實(shí)，ZigBee還有另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，那就是工作頻段問(wèn)題。該技術(shù)除了ISM頻段外，還支持其他多個(gè)頻段。有不少工程師認(rèn)為400M和800M頻段對(duì)數(shù)據(jù)家庭網(wǎng)絡(luò)可能都是不錯(cuò)的頻率選擇。的確，這些頻段對(duì)中低速數(shù)據(jù)傳輸有優(yōu)勢(shì)，尤其是許多公司都有成本很低的收發(fā)器模塊。從而在成本上更有優(yōu)勢(shì)，另外，也有利于無(wú)線電愛(ài)好者開(kāi)發(fā)相關(guān)產(chǎn)品，從另一個(gè)方面促進(jìn)數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)的推廣。

　　然而，ZigBee網(wǎng)絡(luò)也存在著一些問(wèn)題，如由于網(wǎng)絡(luò)地址重復(fù)和更改而造成的尋址機(jī)制的缺陷，面對(duì)目前不斷增加的組網(wǎng)能力和安全需求，協(xié)議中的存儲(chǔ)容量難以滿足802.15.4MAC/PHY、ZigBee網(wǎng)絡(luò)層以及其他所期望的應(yīng)用功能需求。還有一個(gè)關(guān)鍵缺陷是，ZigBee不能夠像藍(lán)牙技術(shù)那樣，支持信道的動(dòng)態(tài)切換。這對(duì)未來(lái)數(shù)字家庭中WiFi，ZigBee混合組網(wǎng)以及QoS的保證都將是一個(gè)挑戰(zhàn)。

　　除了技術(shù)本身，ZigBee聯(lián)盟自身存在的問(wèn)題也對(duì)該技術(shù)能否在數(shù)字家庭中大顯身手蒙上一層陰影。那就是如何針對(duì)現(xiàn)有協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行升級(jí)的問(wèn)題。由于商業(yè)利益，標(biāo)準(zhǔn)的幾大關(guān)鍵發(fā)起廠商各說(shuō)各話，都不愿放棄對(duì)己有利的條款，始終難以達(dá)成有效的折衷。也正是這一點(diǎn)，使得該標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)展就像老牛拉破車一般緩慢。

　　也正是由于上述因素，迫使不少?gòu)S商另辟新徑，許多準(zhǔn)ZigBee的解決方案不斷涌現(xiàn)。如ST，Jennic，Maxstream以及富昌電子等公司的簡(jiǎn)易ZigBee解決方案。這些簡(jiǎn)易方案已經(jīng)在家庭控制等許多方面得到了不少的應(yīng)用。

　　從目前的態(tài)勢(shì)來(lái)看，市場(chǎng)需求對(duì)ZigBee的壓力似乎還不夠大，因?yàn)閿?shù)字家庭技術(shù)還處在探索階段，受社會(huì)服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)以及管理體制等多方面的制約，中國(guó)的數(shù)字家庭市場(chǎng)似乎還不會(huì)那么快膨脹，這給ZigBee提供了喘息的機(jī)會(huì)。但筆者認(rèn)為，任何時(shí)候都不要忘記中國(guó)消費(fèi)者在這方面的超前習(xí)慣，早期培育有利于厚積薄發(fā)。

　　家庭網(wǎng)絡(luò)中的QoS和安全更為關(guān)鍵

　　雖然不同于運(yùn)營(yíng)商級(jí)網(wǎng)絡(luò)，數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)中的QoS也是非常關(guān)鍵的。關(guān)于保證QoS的MAC，如今的數(shù)字家庭解決方案中似乎少有人提及，而是將注意力都放到了帶寬上。實(shí)際上，數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)的QoS的重要性只會(huì)比現(xiàn)有局域網(wǎng)更高。試想，當(dāng)你正在全神貫注地欣賞點(diǎn)播的高清節(jié)目，誰(shuí)能樂(lè)意不斷地被其他不相關(guān)的業(yè)務(wù)所打擾？

　　值得欣慰的是，已經(jīng)有公司注意到了這個(gè)問(wèn)題的重要性。已經(jīng)有公司推出支持IEEE802.15.3b MAC的芯片。這種MAC是支持IP的，從底層開(kāi)始設(shè)計(jì)。利用該MAC，就能支持同步的數(shù)據(jù)流，實(shí)現(xiàn)數(shù)字家庭中不同地點(diǎn)的大容量娛樂(lè)內(nèi)容的可靠配送。

　　還有一個(gè)關(guān)鍵就是數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)中的安全技術(shù)。目前，已經(jīng)很多人將個(gè)人金融或家庭銀行列入數(shù)字家庭中不可或缺的一部分。的確，在家里辦理各種金融業(yè)務(wù)及理財(cái)，似乎在地理上非常安全，再也不用擔(dān)心偷拍偷錄等侵犯金融安全的行為，還解決了隨時(shí)的問(wèn)題。但隨之而來(lái)的就是網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題。這不僅是傳輸網(wǎng)絡(luò)的安全，而且無(wú)論是哪種控制核心，其本身也都是必須考慮的安全環(huán)節(jié)。