物聯(lián)網(wǎng)風(fēng)光無限 Zigbee將面臨巨大挑戰(zhàn)

物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的產(chǎn)品種類越來越多，技術(shù)也越來越成熟，Zigbee作為一種已經(jīng)有15年歷史的低功耗技術(shù)最早應(yīng)用在自動(dòng)化照明、工業(yè)控制領(lǐng)域，其穩(wěn)定性強(qiáng)、高保密性、低功耗、低成本的優(yōu)勢(shì)成為國(guó)內(nèi)市場(chǎng)一種呼聲很高的技術(shù)。但是縱觀國(guó)際市場(chǎng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，Zigbee技術(shù)要想在物聯(lián)網(wǎng)大潮中領(lǐng)先一步還需要進(jìn)一步突破三大瓶頸和障礙。

設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)底層通訊協(xié)議方面的專家Mohan指出，物聯(lián)網(wǎng)需要一系列與不同實(shí)體層網(wǎng)路搭配的開放性應(yīng)用程式介面(API)以及通訊協(xié)定。Mohan是Enlighted的共同創(chuàng)辦人，曾任職于Cisco、Novell以及Novell等網(wǎng)通設(shè)備大廠，并曾在 Hughes開發(fā)多通訊協(xié)定路由器。

他認(rèn)為Zigbee沒有從網(wǎng)路產(chǎn)業(yè)學(xué)到經(jīng)驗(yàn)，目前的發(fā)展需要太多人工支援，而且一直沒有脫離初期采用階段：“目前Zigbee的主要采用者都是照明控制方案供應(yīng)商，他們不了解他們需要的網(wǎng)路安全性，這種通訊協(xié)定會(huì)永遠(yuǎn)處于落后的狀態(tài);如果是讓Aruba、Cisco等系統(tǒng)廠商來主導(dǎo)Zigbee，他們會(huì)想辦法跑在前面。”

1.首先是無可回避的2.4G頻段干擾問題

事實(shí)上根據(jù)cisco內(nèi)部文獻(xiàn)，由于2.4G頻段是全球免費(fèi)頻段，使用2.4G頻段的設(shè)備增長(zhǎng)迅猛而實(shí)際使用數(shù)量過于龐大，2.4G頻段的16個(gè)通訊信道中在過去的20年中已經(jīng)變得太過于擁擠，設(shè)備間相互網(wǎng)絡(luò)干擾而導(dǎo)致無法正常工作的情況經(jīng)常發(fā)生。這不難理解，同一臺(tái)電腦上無線鼠標(biāo)和網(wǎng)卡互相干擾，同一棟樓宇里不同的wifi互相干擾，這類事情每天都在身邊發(fā)生。這已經(jīng)對(duì)需要高可靠的使用環(huán)境比如商業(yè)樓宇、校園網(wǎng)等帶來了現(xiàn)實(shí)的困擾。

由于2.4G頻段的干擾如此嚴(yán)重以至于所有新一代無線路由器從設(shè)計(jì)之初就開始全面考慮必須同時(shí)兼容老的2.4G頻段和新采用的5G頻段。而Zigbee似乎還完全沒有意識(shí)到這一點(diǎn)所帶來的巨大風(fēng)險(xiǎn)。

Zigbee屬于低功耗射頻設(shè)備，在布滿大功率2.4GIT設(shè)備網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的環(huán)境下Zigbee的較低發(fā)射功率會(huì)被其他2.4G設(shè)備尤其是wifi干擾和壓制。Zigbee網(wǎng)絡(luò)會(huì)出現(xiàn)控制指令延遲、丟失甚至網(wǎng)絡(luò)癱瘓。

Mohan舉例指出，如果有人正在使用Wi-Fi網(wǎng)傳輸流媒體，以Zigbee控制的大門就可能開不了，使用者必須確認(rèn)每一層樓都是采用不同的2.4g無線通道以避免網(wǎng)絡(luò)碰撞和干擾，“你無法對(duì)現(xiàn)在的電氣技師銷售這樣的解決方案”。

歐洲一家行業(yè)巨頭Danfoss曾對(duì)數(shù)家供應(yīng)商的芯片組進(jìn)行了測(cè)試,發(fā)現(xiàn)除一次例外的其它所有情況下,ZigBee 無線信號(hào)均受到了無線局域網(wǎng)(WLAN)信號(hào)的阻隔。

在2.4G頻段至少充斥著以下幾大類設(shè)備：

Wifi – 2.401~2.4835GHz(路由器, 無線視像頭。)

Bluetooth - 藍(lán)牙 2.4015~2.4805GHz

電腦鍵盤，鼠標(biāo)，Sony PlayStation 3和Nintendo Wii的無線游戲控制器,Baby monitor。

Cordless Phone - 2.4G室內(nèi)無線電話

Microwave Oven - 微波爐

無線USB

Zigbee – 2.4~2.4835GHz

Zigbee RF4CE

Zigbee與WiFi頻率的干擾:

Zigbee所擁有的16條頻道中,在美國(guó)只有頻道15,20,25,26可以使用

Zigbee所擁有的16條頻道中,在歐洲只有頻道15,16,21,22可以使用

2.接下來是兼容性問題

歐盟的大型物聯(lián)網(wǎng)專案的研究員Levent Gurgen指出：“物聯(lián)網(wǎng)涵蓋了許多應(yīng)用領(lǐng)域──如智能建筑、家庭自動(dòng)化、智慧城市以及工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)──其中每個(gè)環(huán)境都有許多不同的通訊協(xié)議，并沒有一個(gè)共同的溝通方法，這造成一個(gè)個(gè)不互通的應(yīng)用系統(tǒng)垂直井，也是物聯(lián)網(wǎng)的主要障礙。”

我們知道協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)是設(shè)備互通的前提，而Zigbee自身就擁有眾多彼此互不兼容的不同版本：

2004/2006/2007/Zigbee/Zigbee Pro/RF4CE

ZigBee2006協(xié)議棧不兼容原來的ZigBee1.0(ZigBee2004)技術(shù)規(guī)范，對(duì)于已經(jīng)投入ZigBee2004的廠商而言，這是一個(gè)大悲劇。例如Jennic公司是采用將ZigBee2004協(xié)議棧固化在ROM中(JN5121-Z01-AIR)。將無法和ZigBee2006以后的協(xié)議棧兼容。由于Zigbee應(yīng)用層完全開放，不同的開發(fā)者有自己的定義而不能統(tǒng)一。Zigbee只提供有限度PHY與MAC接口網(wǎng)絡(luò)管理給用戶使用，客戶需要自己定不同應(yīng)用，同時(shí)Zigbee產(chǎn)品不需要強(qiáng)制做互聯(lián)互通性和認(rèn)證測(cè)試。所以會(huì)出現(xiàn)這樣一種情況，最終用戶在最初購(gòu)買時(shí)以為自己購(gòu)買了“開放、廣泛兼容”的Zigbee產(chǎn)品，但是在使用中和后續(xù)的維護(hù)中卻發(fā)現(xiàn)，同樣是Zigbee的產(chǎn)品由于Zigbee內(nèi)部的協(xié)議眾多幾乎無法相互兼容相互操作，而且即使是使用100%相同Zigbee內(nèi)部協(xié)議的產(chǎn)品也無法完全兼容，只有使用與之前完全同品牌甚至同模塊的產(chǎn)品才能完全滿足相互兼容的要求。

3.產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟

在一個(gè)產(chǎn)業(yè)中產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的成員至關(guān)重要，一個(gè)強(qiáng)大的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟可以決定整個(gè)產(chǎn)業(yè)的走向和未來。Zigbee聯(lián)盟核心成員主要包括艾姆波(EmberCorporation)艾默生、飛思卡爾半導(dǎo)體(FreescaleSemiconductor,Inc)、因創(chuàng)(Itron)克羅格(Kroger)蘭、吉爾(Landis+Gyr)羅格朗、飛利浦、信心能源(ReliantEnergy,Inc)、施耐德電氣 (SchneiderElectric)、藤蘿(Tendril)、德州儀器、晶控電子(KinCony)等。這些多數(shù)都是傳統(tǒng)照明領(lǐng)域和電器領(lǐng)域的傳統(tǒng)廠商。而Zigbee聯(lián)盟的主要精力也依舊是圍繞在這些傳統(tǒng)領(lǐng)域，2012年4月，國(guó)際ZigBee聯(lián)盟推出了最新的ZigBeeLightLink標(biāo)準(zhǔn)仍然是著力于為傳統(tǒng)的照明燈具廠商提供一攬子的智能照明解決方案。

反觀經(jīng)常被拿來與Zigbee做對(duì)比的另一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議聯(lián)盟Z-wave，由于協(xié)議先進(jìn)、可靠性好、產(chǎn)品相互兼容，越來越受到業(yè)界追捧，數(shù)據(jù)顯示在新一代物聯(lián)網(wǎng)智能安防領(lǐng)域Z-wave在美國(guó)市場(chǎng)一舉拿下90%的市場(chǎng)份額。法國(guó)電信運(yùn)營(yíng)商Orange公司更是在2014年推出了基于Z-Wave技術(shù)的Homelive智能家居解決方案。韓國(guó)領(lǐng)先的電信運(yùn)營(yíng)商LG Plus也于2014年宣布加入Z-wave聯(lián)盟并進(jìn)入聯(lián)盟董事會(huì)。IT產(chǎn)業(yè)巨頭思科(Cisco)與英特爾(Intel)和消費(fèi)電子三星電子、LG等巨頭紛紛加入，使得Z-wave后來居上在消費(fèi)領(lǐng)域不斷攻城掠地大放異彩。 事實(shí)上，Z-Wave聯(lián)盟一直致力于打造最大的無線控制產(chǎn)品和服務(wù)的產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。

Z-Wave技術(shù)是一個(gè)開放的國(guó)際公認(rèn)的ITU標(biāo)準(zhǔn)(G.9559)，是今天市場(chǎng)上領(lǐng)先的無線控制技術(shù)。Z-Wave無線技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)之一，其優(yōu)勢(shì)在于它的可靠性，強(qiáng)大的組網(wǎng)能力，互聯(lián)互通性及兼容性，易于安裝，操作便捷。使其應(yīng)用涵蓋了智能生活的方方面面，如智能安防，能源，酒店，辦公和商業(yè)應(yīng)用。

綜上所述，作為在傳統(tǒng)照明自動(dòng)化領(lǐng)域、工業(yè)控制領(lǐng)域有著10多年積累的Zigbee技術(shù)在這一輪物聯(lián)網(wǎng)大潮中如果不能解決這三大挑戰(zhàn)，勢(shì)必會(huì)拖慢進(jìn)一步發(fā)展的步伐錯(cuò)失物聯(lián)網(wǎng)大潮的先機(jī)。