ZigBee與Z-Wave發(fā)展?fàn)顩r

　　在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)領(lǐng)域中，目前主要有2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，ZigBee與Z-Wave。就技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)而言Z-Wave已矮于ZigBee一截，而推廣上，Z-Wave也一樣居于弱勢(shì)。Zensys極力避免他人認(rèn)定Z-Wave是該公司專屬自用的技術(shù)，一旦如此認(rèn)定，勢(shì)對(duì)Z-Wave的普及推廣產(chǎn)生阻力，所以Zensys發(fā)起、成立了Z-Wave Alliance的聯(lián)盟機(jī)構(gòu)，期望以機(jī)構(gòu)主導(dǎo)此標(biāo)準(zhǔn)的推廣，讓Z-Wave技術(shù)獲得更廣泛的采用。

　　雖然Z-Wave Alliance已有100多家業(yè)者加入成會(huì)員，但仔細(xì)觀察會(huì)員名單，卻相當(dāng)缺乏IT、通訊、消費(fèi)性電子等3C領(lǐng)域的重量級(jí)業(yè)者來(lái)支持，相對(duì)的國(guó)際級(jí)的半導(dǎo)體業(yè)者幾乎都支持及參與ZigBee，因此Z-Wave連業(yè)者陣容、機(jī)構(gòu)氣勢(shì)等方面也一樣不如ZigBee。

　　不過(guò)，Z-Wave的氣勢(shì)低落是2006年1月以前的事，在此之后就風(fēng)云突變，首先是通訊設(shè)備大廠思科(Cisco)宣布投資Zensys公司(Cisco雖投資與支持Z-Wave，但主要也是將Z-Wave技術(shù)用在家庭性的無(wú)線應(yīng)用產(chǎn)品上，此方面屬于Cisco旗下Linksys的業(yè)務(wù)范疇)，并加入Z-Wave Alliance機(jī)構(gòu)，之后在同年6月與 Intel的創(chuàng)投單位Intel Capital宣布投資Zensys，且一樣加入Z-Wave Alliance，頓時(shí)Zensys、Z-Wave獲得IT、通訊兩大領(lǐng)域的重量級(jí)業(yè)者的力挺，氣勢(shì)大增。到了2007年1月，軟件巨頭Microsoft也呼應(yīng)Z-Wave技術(shù)，在其.NET Micro Framework(簡(jiǎn)稱：.NET MF)上加入對(duì)Z-Wave的支持，并宣布與Z-Wave Alliance中的會(huì)員業(yè)者Leviton、ControlThink等共同研發(fā)Z-Wave應(yīng)用，再加上PC外圍大廠Logitech(羅技)也推出使用Z-Wave技術(shù)的家庭遙控器，從這種種跡象來(lái)看，Z-Wave的發(fā)展并沒(méi)有想象中的悲觀，并且從單純的家庭自動(dòng)化應(yīng)用，擴(kuò)展延伸到數(shù)字家庭的領(lǐng)域中。

　　此外，Z-Wave標(biāo)準(zhǔn)與Z-Wave功效技術(shù)等在近年來(lái)也持續(xù)進(jìn)步中，許多技術(shù)細(xì)節(jié)與支持芯片也都有所強(qiáng)化、提升。

　　Z-Wave技術(shù)更新

　　過(guò)去，若對(duì)Z-Wave有所了解的讀者，必然對(duì)Z-Wave的傳輸率表現(xiàn)感到印象深刻，不過(guò)這并非是強(qiáng)悍的深刻，反而是低落的深刻，Z-Wave的傳輸率僅有9.6kbps，雖然WSN本就不強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)的傳輸速度、傳輸量，但也不至于過(guò)低，以ZigBee來(lái)相對(duì)比較，即便不去談?wù)?.4GHz頻段的250kbps傳輸率，在915MHz頻段上也至少有40kbps，或在868MHz頻段上也還有20kbps，ZigBee的三種速率模式都沒(méi)有低至9.6kbps。

　　也許Z-Wave陣營(yíng)已了解到此一弱處，并在之后進(jìn)行強(qiáng)化改進(jìn)，新的資料顯示，Z-Wave除了原有的9.6kbps速率外，也另增一個(gè)可達(dá)40kbps速率的模式，以此拉近與ZigBee之間的差距，如此ZigBee除了在2.4GHz的250kbps速率勝過(guò)Z-Wave外，另兩種模式與Z-Wave無(wú)太大差異。

　　而且，Z-Wave提出的新速率能與原有9.6kbps速率的節(jié)點(diǎn)裝置完全兼容互通，即是在同一個(gè)Z-Wave網(wǎng)絡(luò)內(nèi)能并存運(yùn)用9.6kbps的節(jié)點(diǎn)與40kbps的節(jié)點(diǎn)，如此在布建的規(guī)劃設(shè)計(jì)與延伸上可更便利。

　　在使用頻段方面，Z-Wave也與ZigBee差距不大，Z-Wave雖不像ZigBee能在2.4GHz頻段使用，但也能在868MHz及908MHz(具體而言是868.42MHz及908.42MHz)的頻段工作，且與ZigBee相同的，868MHz頻段在歐洲地區(qū)運(yùn)用，908MHz(ZigBee位于相近的915MHz)頻段則是在美國(guó)地區(qū)運(yùn)用。

　　至于無(wú)線發(fā)送的調(diào)制，Z-Wave依舊是使用原有的GFSK(Gaussian Frequency Shift Keying)方式。相對(duì)的，ZigBee在868MHz與915MHz頻段是使用BPSK(Binary Phase-Shift Keying)調(diào)制，而在2.5GHz頻段是使用正交式QPSK(Quadrature Phase-Shift Keying)調(diào)制

　　二者間技術(shù)上的差異

　　既然談及發(fā)送距離，那么也必須比較Z-Wave與ZigBee間的發(fā)射差異，Z-Wave的發(fā)送距離為100英呎(約30公尺)，且要達(dá)到如此距離必須在電波的傳送路徑上沒(méi)有任何阻擋，然而這并不表示Z-Wave無(wú)法進(jìn)行穿透性傳輸，Z-Wave的無(wú)線發(fā)送依舊可以穿墻收發(fā)，不過(guò)穿越阻隔物的代價(jià)是減損傳輸距離，目前Z-Wave陣營(yíng)尚未公布穿透性傳輸表現(xiàn)的相關(guān)信息，只以不同的穿透材質(zhì)而有不同的距離折損來(lái)說(shuō)明。

　　同樣的，ZigBee方面也并未有完整具體的傳輸距離信息，僅有32英呎～246英呎(10公尺～75公尺)的概略描述，且一樣表示必須依據(jù)實(shí)際發(fā)送的環(huán)境而定。

　　Z-Wave與ZigBee之間除了傳輸速度、傳輸距離有別之外，在節(jié)點(diǎn)數(shù)目、拓樸型態(tài)、安全加密上也都各有不同。

　　首先是節(jié)點(diǎn)數(shù)目，此方面Z-Wave并未有所改變，依舊是每個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)最多232個(gè)節(jié)點(diǎn)，若想與更多節(jié)點(diǎn)聯(lián)系，就必須使用跨網(wǎng)的橋接(Bridge)技術(shù)才行。

　　至于ZigBee方面，ZigBee的節(jié)點(diǎn)尋址達(dá)16-bit，理論上可以達(dá)65,536個(gè)節(jié)點(diǎn)，此遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝過(guò)Z-Wave，此外ZigBee還能選用更大范疇的64-bit尋址，如此節(jié)點(diǎn)數(shù)就不可限量。更進(jìn)一步的，IETF已擬定讓ZigBee與IPv6接軌整合的6loWPAN(全稱為：IPv6 over Low power WPAN)，ZigBee節(jié)點(diǎn)將可以廣大Internet結(jié)合，這些方面Z-Wave都無(wú)法比擬。

　　另外在連接拓樸方面，Z-Wave只有一種拓樸型態(tài)，即是網(wǎng)狀(Mesh)，而ZigBee除了也有網(wǎng)狀拓樸外，也支持星狀(Star)、叢集狀(Cluster)等拓樸。值得注意的是，各節(jié)點(diǎn)除了自身所需的信號(hào)收發(fā)外，也會(huì)代為中繼傳遞其它節(jié)點(diǎn)的信號(hào)，無(wú)論是自身需求的收發(fā)或轉(zhuǎn)傳其它節(jié)點(diǎn)的信號(hào)，該節(jié)點(diǎn)都會(huì)脫離休眠狀態(tài)而進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，而經(jīng)常扮演中繼工作的節(jié)點(diǎn)將比其它節(jié)點(diǎn)更為忙碌，功耗也會(huì)較多，所以在實(shí)際布建時(shí)的設(shè)計(jì)規(guī)劃上，也會(huì)盡量以非使用電池運(yùn)行的裝置來(lái)?yè)?dān)任忙碌型中繼的角色。

　　至于安全加密方面，ZigBee使用128-bit的AES對(duì)稱加密，而Z-Wave則是尚未有任何加密的設(shè)計(jì)，這其實(shí)不難想象，在Z-Wave最初只有9.6kbps的傳輸帶寬下，若再進(jìn)行加密性傳輸，則實(shí)質(zhì)數(shù)據(jù)的傳遞量將會(huì)更少，因此不太可能在9.6kbps中再行加密，不過(guò)Z-Wave將速率提升至40kbps后，也應(yīng)該開始考慮提供加密的措施。