支持M2M应用的无线网络技术及发展

除了安全性以外，ZigBee还存在一些其它问题。其中之一是物理层不统一，IEEE定义了两种类型的802.15.4，分别在900MHz和2.4GHz频段上提供不同的数据速率(40kbit/s和250kbit/s)。ZigBee协议将在这两种物理层上运行。为了让ZigBee芯片做得很小、很便宜，厂商和用户必将在两种物理层中选择一个。ZigBee的第三种物理层可能是UWB，但这是一个长远目标，至今尚未标准化。UWB的主要优点是功耗比，802.15.4还低，允许器件不用电池。有人预测，UWB网状网最终将由"智能尘粒"组成，这是一种精微无线电，它通过纳米技术风车或光电池产生能量。UWB网状网的应用潜力是很大的，美国军方已经在测试UWB在遥测方面的应用，现在主要问题是成本，目前低速低功率的UWB芯片组价格至少为20美元。而ZigBee的价格目标仅几美分。当然，目前还不能做到这一价位，所以ZigBee在短期内还不可能便宜到包含在可随意处置的物体中。这就是为什么第一批遥控灯泡将是能量效率高的荧光灯泡，它比白炽灯泡的使用时间长大约10倍。ZigBee联盟相信，ZigBee芯片将像微处理机一样无所不在，其应用将远不止遥测遥控。

在WiFi网中，每一WiFi器件直接连接接入点，接入点再使用以太网通过有线接至企业网。在蓝牙网中，蓝牙器件都接至起中继作用的另一无线器件(通常是一部手机，用作集线器)。在ZigBee网中，所有ZigBee器件都能转发彼此的业务，完全旁路有线网络。

5、无源RFID

无源RFID是比ZigBee更小、更便宜的无线电技术，现在已经存在。由于它们自身不含电源或处理器，无源RFID标记不能启动传送或中继彼此的业务。只有当它们进入RFID阅读器的电磁场范围内才被激活。

无源RFID本身并非新东西，成千上万的建筑物使用RFID接入卡，数百万辆汽车使用附着在挡风玻璃上的RFID标记来付过路费。但有两件事情是新的，一是无源RFID的成本已经降到标记可以随意贴的程度；二是新的标准已经推出。一个价值10美分的无源RFID标记使用电子产品码(EPC)可以存储对某一物体的完整描述。EPC是基于可扩展置标语言(XML)的一种用来描述物体的标准。

但是，现在很少有企业急于在每件东西上贴上无源RFID标记。这是因为虽然标记很便宜，但阅读它们和处理信息所需的基础设施并不便宜。无源RFID阅读器的覆盖距离与蓝牙相同，故被跟踪的物体必须在阅读器附近。一种做法是把阅读器放在建筑物的每一入口或出口，再用ZigBee把它们连接在一起。另一种做法是使用移动阅读器，它通过WiFi转发库存数据或把数据存入存储器。

目前对无源RFID的用途和潜力存在估计过高的现象。在美国使用无源RFID最多的是Wal-Mart，它要求其供货商到2005年在所有进货上贴上RFID标记。但这也就影响其100家最大的供货商，只在纸板箱和货柜上使用标记。在货架上的每件产品在可预见的将来不会使用RFID标记。

表l是对上述四种无线技术的简单比较。

6、802.15标准

短距离无线技术原本是为支持个人域网(PAN)而开发的，PAN由个人携带的电子小器具组成。但是IEEE和其它工业组织相信，它们的潜力远远不止于此。IEEE802.15工作组正在定义以下几种不同的短距离技术，其中有的已经超出了个人范围。

802.15.l本质上只是蓝牙低层协议的一个正式标准化版本。大多数标准制定工作仍由蓝牙特别兴趣组(SIG)在做，其成果将由IEEE批准。原始的802.15.1标准基于蓝牙1.1，在目前大多数蓝牙器件中采用的都是这一版本。新的版本802.15.1a将应于蓝牙1.2，它包括某些QoS增强功能，完全后向兼容。

802.15.2是对蓝牙和802.15.1的一些改变，其目的是减轻与802.l1b和802.1lg网络的干扰。这些网络都使用2.4GHz频段，故如果想同时使用蓝牙和WiFi的话，就需要使用802.15.2或其它专有方案。

802.15.3也称WiMedia，旨在高速率。最初它瞄准的是消费类器件，如电视机和数码照相机等。其原始版本规定的速率高达55Mbit/s，使用基于802.11但不兼容的物理层。后来多数厂商倾向于802.15.3a，这是使用UWB的MBOA的物理层，速率高达480Mbit/s。打算生产802.15.3a产品的厂商成立了WiMedia联盟，其任务是对设备进行测试和贴牌，以保证标准的一致性。

802.15.4如前所述旨在长电池寿命和低器件成本。速率可以低至9.6Mbit/s，不支持语音。ZigBee联盟正在制定在802.15.4上运行的高层协议，允许网状网的规模大小实际上可以不受限制。

802.15.5还在制定之中。其最终目的是使网状网能够在MAC层形成，不再需要ZigBee或IP选路。

第6种现在尚未正式列入802.15标准，它将包括基于太赫兹辐射(即T射线)的无线网。T射线结合光和无线电的特性，理论上可达到几千兆比特的速率。

7、结束语

上面介绍了将来可用于机对机应用的各种无线网。在这些无线网技术中，大多数设备至今还是太大、太贵，难以嵌入在每件东西中。但是人们正在努力把它们做得更小、更便宜。确实有可能做出可装在手表内部的50美分的无线电路由器。现在还不清楚的问题是，怎样以及是否要把这些新的联网器件与现有的企业网相连。

做一个能联网的器件是比较容易的，但要构筑一个可靠的网络就难得多。由移动节点组成的网状网需要多条冗余路由，故在构成移动节点的大量器件中必须含有网状网技术。在技术上这肯定是能够做到的，但是否切合实际，是否符合人们需要现在还难说。

无源RFID标记和传感器在某些行业中已经产生很大影响，能使供应链更加流畅、资产管理更加精细。自身带有存储器和处理能力的有源RFID可做的事情就更多。应该说，与潜在的好处及节省的成本相比，RFID的风险是很小的。但是，它们的市场前景现在还不很明朗，市场究竟是走向无源RFID、有源网状网，还是两者兼有之，还需要进一步观察。迄今还有许多无线标准在制定之中，其中有些可能以失败告终。对这一点，我们必须要有充分的认识