ZigBee與Z-Wave為標準開戰(zhàn)

　　ZigBee與Z-Wave發(fā)展狀況

　　在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)領(lǐng)域中，目前主要有2個標準，ZigBee與Z-Wave。就技術(shù)標準而言Z-Wave已矮于ZigBee一截，而推廣上，Z-Wave也一樣居于弱勢。Zensys極力避免他人認定Z-Wave是該公司專屬自用的技術(shù)，一旦如此認定，勢對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)盟機構(gòu)，期望以機構(gòu)主導(dǎo)此標準的推廣，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)者加入成會員，但仔細觀察會員名單，卻相當缺乏IT、通訊、消費性電子等3C領(lǐng)域的重量級業(yè)者來支持，相對的國際級的半導(dǎo)體業(yè)者幾乎都支持及參與ZigBee，因此Z-Wave連業(yè)者陣容、機構(gòu)氣勢等方面也一樣不如ZigBee。

　　不過，Z-Wave的氣勢低落是2006年1月以前的事，在此之后就風云突變，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Zensys、Z-Wave獲得IT、通訊兩大領(lǐng)域的重量級業(yè)者的力挺，氣勢大增。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(簡稱：.NET MF)上加入對Z-Wave的支持，并宣布與Z-Wave Alliance中的會員業(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，從這種種跡象來看，Z-Wave的發(fā)展并沒有想象中的悲觀，并且從單純的家庭自動化應(yīng)用，擴展延伸到數(shù)字家庭的領(lǐng)域中。

　　此外，Z-Wave標準與Z-Wave功效技術(shù)等在近年來也持續(xù)進步中，許多技術(shù)細節(jié)與支持芯片也都有所強化、提升。

　　Z-Wave技術(shù)更新

　　過去，若對Z-Wave有所了解的讀者，必然對Z-Wave的傳輸率表現(xiàn)感到印象深刻，不過這并非是強悍的深刻，反而是低落的深刻，Z-Wave的傳輸率僅有9.6kbps，雖然WSN本就不強調(diào)數(shù)據(jù)的傳輸速度、傳輸量，但也不至于過低，以ZigBee來相對比較，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有低至9.6kbps。

　　也許Z-Wave陣營已了解到此一弱處，并在之后進行強化改進，新的資料顯示，Z-Wave除了原有的9.6kbps速率外，也另增一個可達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Z-Wave外，另兩種模式與Z-Wave無太大差異。

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

　　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)運用，908MHz(ZigBee位于相近的915MHz)頻段則是在美國地區(qū)運用。

　　至于無線發(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)，且要達到如此距離必須在電波的傳送路徑上沒有任何阻擋，然而這并不表示Z-Wave無法進行穿透性傳輸，Z-Wave的無線發(fā)送依舊可以穿墻收發(fā)，不過穿越阻隔物的代價是減損傳輸距離，目前Z-Wave陣營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說明。

　　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)點數(shù)目，此方面Z-Wave并未有所改變，依舊是每個網(wǎng)絡(luò)內(nèi)最多232個節(jié)點，若想與更多節(jié)點聯(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)點尋址達16-bit，理論上可以達65,536個節(jié)點，此遠遠勝過Z-Wave，此外ZigBee還能選用更大范疇的64-bit尋址，如此節(jié)點數(shù)就不可限量。更進一步的，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)點將可以廣大Internet結(jié)合，這些方面Z-Wave都無法比擬。

　　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)點除了自身所需的信號收發(fā)外，也會代為中繼傳遞其它節(jié)點的信號，無論是自身需求的收發(fā)或轉(zhuǎn)傳其它節(jié)點的信號，該節(jié)點都會脫離休眠狀態(tài)而進入運行狀態(tài)，而經(jīng)常扮演中繼工作的節(jié)點將比其它節(jié)點更為忙碌，功耗也會較多，所以在實際布建時的設(shè)計規(guī)劃上，也會盡量以非使用電池運行的裝置來擔任忙碌型中繼的角色。

　　至于安全加密方面，ZigBee使用128-bit的AES對稱加密，而Z-Wave則是尚未有任何加密的設(shè)計，這其實不難想象，在Z-Wave最初只有9.6kbps的傳輸帶寬下，若再進行加密性傳輸，則實質(zhì)數(shù)據(jù)的傳遞量將會更少，因此不太可能在9.6kbps中再行加密，不過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。