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          典型數(shù)字家庭設(shè)計實例集錦(二)

          作者: 時間:2013-05-25 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
          經(jīng)成為的最理想的支撐技術(shù)。他的理由很簡單:那就是針對今天的各種應(yīng)用,Wi-Fi能夠以消費者可以承受的價格提供足夠的帶寬和覆蓋距離。近些年來,Wi-Fi制造商們已經(jīng)在產(chǎn)品安全性和易用性上取得了可喜的進步。其帶來的直接結(jié)果,就是Wi-Fi市場的持續(xù)膨脹,以及針對各種特殊應(yīng)用出現(xiàn)的不同變體。另外,他認為隨著802.11g逐漸下降的價格、功耗以及技術(shù)集成度,將會持續(xù)推動其進入應(yīng)用市場,包括移動電話、打印機和媒體播放器。

            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(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用提供了額外的支持。這些應(yīng)用包括中的視頻流傳輸,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(lǐng)域的能力?!巴ㄟ^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(shù)字家庭中都將受到考驗,尤其是后者。需要考慮的應(yīng)該是事情的兩個方面,一方面要考慮建筑物衰落特性對應(yīng)用QoS的影響,另一方面還要考慮加大功率時產(chǎn)生的綜合EMI問題。尤其是中國單元式住房結(jié)構(gòu)與西方國家有很大的不同。

            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,自動抄表,遠程控制和維修,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線與移動系統(tǒng)事業(yè)部市場經(jīng)理鄺景亮就是如此認為的,他說:“ZigBee具有路徑選擇、自動連結(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、控制與感測式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用”。但他同時認為,目前由于設(shè)備更新和成本問題,ZigBee將首先僅在燈光控制中得到應(yīng)用。

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

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

            ZigBee協(xié)議定義了三種節(jié)點類型-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(diào)器可以通過選擇網(wǎng)絡(luò)的工作信道和個域網(wǎng)識別標志(PAN ID)來啟動一個ZigBee網(wǎng)絡(luò)。一旦網(wǎng)絡(luò)啟動,路由器和終端設(shè)備就能加入網(wǎng)絡(luò)并通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)射和路由數(shù)據(jù)。該網(wǎng)絡(luò)具有嚴格的級別管理,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)時可以休眠。這些特點恰恰與數(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,這點與家庭應(yīng)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(shù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(guān)產(chǎn)品,從另一個方面促進數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)的推廣。

            然而,ZigBee網(wǎng)絡(luò)也存在著一些問題,如由于網(wǎng)絡(luò)地址重復(fù)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。還有一個關(guān)鍵缺陷是,ZigBee不能夠像藍牙技術(shù)那樣,支持信道的動態(tài)切換。這對未來數(shù)字家庭中WiFi,ZigBee混合組網(wǎng)以及QoS的保證都將是一個挑戰(zhàn)。

            除了技術(shù)本身,ZigBee聯(lián)盟自身存在的問題也對該技術(shù)能否在數(shù)字家庭中大顯身手蒙上一層陰影。那就是如何針對現(xiàn)有協(xié)議標準進行升級的問題。由于商業(yè)利益,標準的幾大關(guān)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(xiàn)。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(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)勢來看,市場需求對ZigBee的壓力似乎還不夠大,因為數(shù)字家庭技術(shù)還處在探索階段,受社會服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)以及管理體制等多方面的制約,中國的數(shù)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(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

            雖然不同于運營商級網(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。實際上,數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)的QoS的重要性只會比現(xiàn)有局域網(wǎng)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(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問題的重要性。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,從底層開始設(shè)計。利用該MAC,就能支持同步的數(shù)據(jù)流,實現(xiàn)數(shù)字家庭中不同地點的大容量娛樂內(nèi)容的可靠配送。

            還有一個關(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,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(wǎng)絡(luò)安全問題。這不僅是傳輸網(wǎng)絡(luò)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)。


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