典型數字家庭設計實(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(xiàn)PC和路由器的事實(shí)標準，這將為高速數據傳輸應用提供了額外的支持。這些應用包括數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)入包括機頂盒、高清電視、媒體播放器等消費類(lèi)電子領(lǐng)域的能力?！巴ㄟ^(guò)兩個(gè)標準的互補，使得WiFi生態(tài)環(huán)境將繼續改進(jìn)人們在家庭中的溝通方式以及對媒體節目的享受體驗”，Hurlston認為。

　　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字家庭中都將受到考驗，尤其是后者。需要考慮的應該是事情的兩個(gè)方面，一方面要考慮建筑物衰落特性對應用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。尤其是中國單元式住房結構與西方國家有很大的不同。

　　ZigBee還能否趕上數字家庭的盛宴？

　　數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。涉及到安全監控，自動(dòng)抄表，遠程控制和維修，各種電子電氣設備的控制等。這類(lèi)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(xiàn)與移動(dòng)系統事業(yè)部市場(chǎng)經(jīng)理鄺景亮就是如此認為的，他說(shuō)：“ZigBee具有路徑選擇、自動(dòng)連結網(wǎng)絡(luò )及自我恢復等主要功能，非常適合數字家庭中的監控、控制與感測式網(wǎng)絡(luò )應用”。但他同時(shí)認為，目前由于設備更新和成本問(wèn)題，ZigBee將首先僅在燈光控制中得到應用。

　　圖2：ZigBee網(wǎng)絡(luò )中的三級設備類(lèi)型。

　　ZigBee協(xié)議定義了三種節點(diǎn)類(lèi)型-網(wǎng)絡(luò )協(xié)調器、路由器和終端設備。ZigBee網(wǎng)絡(luò )協(xié)調器是整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的中心，它負責的功能包括建立，維持和管理網(wǎng)絡(luò )，分配網(wǎng)絡(luò )地址等。協(xié)調器可以通過(guò)選擇網(wǎng)絡(luò )的工作信道和個(gè)域網(wǎng)識別標志（PAN ID）來(lái)啟動(dòng)一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò )。一旦網(wǎng)絡(luò )啟動(dòng)，路由器和終端設備就能加入網(wǎng)絡(luò )并通過(guò)網(wǎng)絡(luò )發(fā)射和路由數據。該網(wǎng)絡(luò )具有嚴格的級別管理，終端設備不能參與路由數據，因此在不發(fā)射和接收數據時(shí)可以休眠。這些特點(diǎn)恰恰與數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。有不少工程師認為400M和800M頻段對數據家庭網(wǎng)絡(luò )可能都是不錯的頻率選擇。的確，這些頻段對中低速數據傳輸有優(yōu)勢，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，另外，也有利于無(wú)線(xiàn)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)數字家庭網(wǎng)絡(luò )的推廣。

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

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

　　也正是由于上述因素，迫使不少廠(chǎng)商另辟新徑，許多準ZigBee的解決方案不斷涌現。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用。

　　從目前的態(tài)勢來(lái)看，市場(chǎng)需求對ZigBee的壓力似乎還不夠大，因為數字家庭技術(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，中國的數字家庭市場(chǎng)似乎還不會(huì )那么快膨脹，這給ZigBee提供了喘息的機會(huì )。但筆者認為，任何時(shí)候都不要忘記中國消費者在這方面的超前習慣，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

　　雖然不同于運營(yíng)商級網(wǎng)絡(luò )，數字家庭網(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，數字家庭網(wǎng)絡(luò )的QoS的重要性只會(huì )比現有局域網(wǎng)更高。試想，當你正在全神貫注地欣賞點(diǎn)播的高清節目，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)始設計。利用該MAC，就能支持同步的數據流，實(shí)現數字家庭中不同地點(diǎn)的大容量娛樂(lè )內容的可靠配送。

　　還有一個(gè)關(guān)鍵就是數字家庭網(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，似乎在地理上非常安全，再也不用擔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。