典型數字家庭設計實例集錦(二)

　　還有一個不可忽視的因素，就是802.11n正在迅速成為無線PC和路由器的事實標準，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添加了新的動力，使之具備了進入包括機頂盒、高清電視、媒體播放器等消費類電子領域的能力。“通過兩個標準的互補，使得WiFi生態(tài)環(huán)境將繼續(xù)改進人們在家庭中的溝通方式以及對媒體節(jié)目的享受體驗”，Hurlston認為。

　　但另一方面，無論是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產生的綜合EMI問題。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屬于控制域，即傳感器網絡的范疇。涉及到安全監(jiān)控，自動抄表，遠程控制和維修，各種電子電氣設備的控制等。這類任務無需太高的傳輸速率，但可靠性和網絡體系更為主要。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線與移動系統(tǒng)事業(yè)部市場經理鄺景亮就是如此認為的，他說：“ZigBee具有路徑選擇、自動連結網絡及自我恢復等主要功能，非常適合數字家庭中的監(jiān)控、控制與感測式網絡應用”。但他同時認為，目前由于設備更新和成本問題，ZigBee將首先僅在燈光控制中得到應用。

　　圖2：ZigBee網絡中的三級設備類型。

　　ZigBee協議定義了三種節(jié)點類型-網絡協調器、路由器和終端設備。ZigBee網絡協調器是整個網絡的中心，它負責的功能包括建立，維持和管理網絡，分配網絡地址等。協調器可以通過選擇網絡的工作信道和個域網識別標志（PAN ID）來啟動一個ZigBee網絡。一旦網絡啟動，路由器和終端設備就能加入網絡并通過網絡發(fā)射和路由數據。該網絡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)射和接收數據時可以休眠。這些特點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，這點與家庭應用也比較貼合。

　　其實，ZigBee還有另外一個優(yōu)點，那就是工作頻段問題。該技術除了ISM頻段外，還支持其他多個頻段。有不少工程師認為400M和800M頻段對數據家庭網絡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，也有利于無線電愛好者開發(fā)相關產品，從另一個方面促進數字家庭網絡的推廣。

　　然而，ZigBee網絡也存在著一些問題，如由于網絡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能力和安全需求，協議中的存儲容量難以滿足802.15.4MAC/PHY、ZigBee網絡層以及其他所期望的應用功能需求。還有一個關鍵缺陷是，ZigBee不能夠像藍牙技術那樣，支持信道的動態(tài)切換。這對未來數字家庭中WiFi，ZigBee混合組網以及QoS的保證都將是一個挑戰(zhàn)。

　　除了技術本身，ZigBee聯盟自身存在的問題也對該技術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議標準進行升級的問題。由于商業(yè)利益，標準的幾大關鍵發(fā)起廠商各說各話，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，使得該標準的進展就像老牛拉破車一般緩慢。

　　也正是由于上述因素，迫使不少廠商另辟新徑，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易ZigBee解決方案。這些簡易方案已經在家庭控制等許多方面得到了不少的應用。

　　從目前的態(tài)勢來看，市場需求對ZigBee的壓力似乎還不夠大，因為數字家庭技術還處在探索階段，受社會服務器網絡以及管理體制等多方面的制約，中國的數字家庭市場似乎還不會那么快膨脹，這給ZigBee提供了喘息的機會。但筆者認為，任何時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)。

　　家庭網絡中的QoS和安全更為關鍵

　　雖然不同于運營商級網絡，數字家庭網絡中的QoS也是非常關鍵的。關于保證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。實際上，數字家庭網絡的QoS的重要性只會比現有局域網更高。試想，當你正在全神貫注地欣賞點播的高清節(jié)目，誰能樂意不斷地被其他不相關的業(yè)務所打擾？

　　值得欣慰的是，已經有公司注意到了這個問題的重要性。已經有公司推出支持IEEE802.15.3b MAC的芯片。這種MAC是支持IP的，從底層開始設計。利用該MAC，就能支持同步的數據流，實現數字家庭中不同地點的大容量娛樂內容的可靠配送。

　　還有一個關鍵就是數字家庭網絡中的安全技術。目前，已經很多人將個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，還解決了隨時的問題。但隨之而來的就是網絡安全問題。這不僅是傳輸網絡的安全，而且無論是哪種控制核心，其本身也都是必須考慮的安全環(huán)節(jié)。