來(lái)源:微網(wǎng)高通

從上個(gè)世紀(jì)90年代開(kāi)始，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開(kāi)始逐步進(jìn)入到人們的日常生活和生產(chǎn)當(dāng)中，極大的方便了人們的生活并顯著地提高了生產(chǎn)效率。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)最開(kāi)始是PC互聯(lián)網(wǎng)，后來(lái)是Wi-Fi和藍(lán)牙技術(shù)，最近十年蓬勃發(fā)展的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)浪潮則將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提高到了一個(gè)前所未有的新高度，其網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的安全性和可靠性已經(jīng)達(dá)到了登峰造極的地步，人們的信息獲取，社會(huì)交往，購(gòu)物消費(fèi)和金融交易都可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行，我們完全可以說(shuō)是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟催生了Facebook，Google，阿里巴巴，騰訊，百度等互聯(lián)網(wǎng)巨頭，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)所蘊(yùn)藏的巨大潛力已被世人逐步發(fā)掘出來(lái)。

說(shuō)到網(wǎng)絡(luò)通訊自然離不開(kāi)最底層的物理層的報(bào)文傳輸，試想如果通訊的丟包率很高，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和用戶體驗(yàn)自然不會(huì)太理想。即便是速度本身太慢或者頻繁的補(bǔ)發(fā)報(bào)文導(dǎo)致的網(wǎng)速變慢，想想屏幕上一個(gè)小沙漏或者小圓圈在來(lái)回翻轉(zhuǎn)就很讓人心煩，因此最基本的報(bào)文丟包率是一個(gè)十分關(guān)鍵的指標(biāo)。對(duì)于有線通訊和無(wú)線通訊，對(duì)于其自由空間的丟包率有一個(gè)基本的數(shù)量級(jí)概念需要特別關(guān)注：

有線網(wǎng)絡(luò)在封閉的傳輸介質(zhì)中傳遞信號(hào)，丟包率為10^-9至10^-12，也就是說(shuō)丟包率為10億分之一甚至更低；無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的丟包率為多少呢，在自然空間中通常只有10^-3，也就是千分之一左右，二者之間相差了10⁶，也就是100萬(wàn)倍。如此巨大的報(bào)文可靠性差異毫無(wú)疑問(wèn)也會(huì)反映到宏觀的通訊可靠性上來(lái)。

有人會(huì)說(shuō)，既然無(wú)線報(bào)文的丟包率這么高，為什么手機(jī)的無(wú)線通訊竟然可靠性這么高呢？

我們首先拋開(kāi)上網(wǎng)業(yè)務(wù)不談，因?yàn)樯暇W(wǎng)是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，有TCP補(bǔ)包機(jī)制在背后偷偷地進(jìn)行修復(fù)，如果網(wǎng)速本身很快，比如100Mbps的4G-LTE通訊，這些只占千分之一的補(bǔ)包“小動(dòng)作”頂多相當(dāng)于打個(gè)9.99折，也就是99.9Mbps，所以說(shuō)你根本就不會(huì)感覺(jué)到任何的不流暢，只有信號(hào)極差，差到連TCP機(jī)制都無(wú)法挽救的時(shí)候才會(huì)導(dǎo)致掉線；但是語(yǔ)音通訊業(yè)務(wù)完全不一樣，因?yàn)檎Z(yǔ)音通訊是實(shí)時(shí)的，對(duì)于通訊延時(shí)非常敏感，根本就沒(méi)有補(bǔ)包的機(jī)會(huì)和可能性。

那么我們平時(shí)在通話的過(guò)程中怎么很少感覺(jué)到丟包導(dǎo)致的糟糕體驗(yàn)?zāi)?？其?shí)語(yǔ)音通訊專門(mén)針對(duì)信號(hào)編碼做了特殊的處理，在丟包率不嚴(yán)重的情況下，人的耳朵是很難聽(tīng)出來(lái)的，這種技術(shù)就是前向糾錯(cuò)（FEC）技術(shù)。在連續(xù)發(fā)送的語(yǔ)音包序列中，每一個(gè)語(yǔ)音包通過(guò)某種預(yù)測(cè)的機(jī)制都帶有后面若干個(gè)數(shù)據(jù)包的信息，預(yù)測(cè)越遠(yuǎn)的聲音信息，其預(yù)測(cè)的誤差越大。在接收端如果有數(shù)據(jù)包丟失了，就將前面一個(gè)報(bào)文中附帶的預(yù)測(cè)信息播放出來(lái)，實(shí)際上在“欺騙”你的耳朵，這就好比是天氣預(yù)報(bào)，要預(yù)測(cè)2-3天之后氣候情況還是比較準(zhǔn)的，要是預(yù)測(cè)7-10天之后的情況就很有可能完全失準(zhǔn)。

至于Wi-Fi和藍(lán)牙技術(shù)，人家的定位非常明確，就是辦公室或者家庭環(huán)境，通常不超過(guò)十幾米的覆蓋半徑，而且節(jié)點(diǎn)的數(shù)量很少。在通訊距離近的時(shí)候，信號(hào)強(qiáng)度很高，丟包率是很低的，只要距離一遠(yuǎn)，丟包率就會(huì)急劇的升高；在節(jié)點(diǎn)數(shù)量少的時(shí)候，競(jìng)爭(zhēng)也很甚至沒(méi)有，因此報(bào)文送達(dá)的程序率就會(huì)非常穩(wěn)定，競(jìng)爭(zhēng)頻繁的時(shí)候，丟包率也會(huì)急劇上升。通常Wi-FI的網(wǎng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)不會(huì)超過(guò)8個(gè)，藍(lán)牙則更少，絕大部分都是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的應(yīng)用，而且藍(lán)牙本身有跳頻機(jī)制，對(duì)于恒定的持續(xù)的干擾信號(hào)有較強(qiáng)的躲避能力，因此他們?cè)诟髯缘膽?yīng)用領(lǐng)域都不存在根本性的技術(shù)缺陷，再遇上了手機(jī)這樣的千載難逢的機(jī)會(huì)，成功那是必須的啊！

我們回過(guò)頭來(lái)再看看ZigBee無(wú)線自組網(wǎng)技術(shù)，其核心技術(shù)在于自組網(wǎng)機(jī)制，從原理上講這純碎就是一個(gè)軟件的算法而已，在物理層上沒(méi)有引入任何新的東西。而多點(diǎn)組網(wǎng)毫無(wú)疑問(wèn)會(huì)引入競(jìng)爭(zhēng)和碰撞；網(wǎng)絡(luò)規(guī)模越大，節(jié)點(diǎn)數(shù)量越多，競(jìng)爭(zhēng)和碰撞越厲害，可靠性也就越差。最要命的是ZigBee無(wú)線自組網(wǎng)技術(shù)竟然提高嗓門(mén)，一遍又一遍的聲稱自己可以組建超過(guò)六萬(wàn)個(gè)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)！天啦，你真的見(jiàn)過(guò)六萬(wàn)個(gè)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)么？就是六千個(gè)節(jié)點(diǎn)都十分了得啊。據(jù)說(shuō)當(dāng)初英國(guó)有一家非常著名的ZigBee產(chǎn)品供應(yīng)商，也算是全世界最早一批從事ZigBee無(wú)線自組網(wǎng)技術(shù)的廠家之一，竟然花了3年時(shí)間，耗資數(shù)百萬(wàn)美元，反反復(fù)復(fù)的調(diào)試優(yōu)化，終于將1000個(gè)節(jié)點(diǎn)的無(wú)線組網(wǎng)搞得比較穩(wěn)定，真要是六萬(wàn)個(gè)節(jié)點(diǎn)還不得把人家嚇得一屁股坐在地上？

人們都說(shuō)工程師思維害死人，其實(shí)老外也不例外。如果真要是將ZigBee的節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)號(hào)碼從雙字節(jié)編碼擴(kuò)展到4字節(jié)編碼，那么組網(wǎng)規(guī)模豈不是可以高達(dá)四十億個(gè)節(jié)點(diǎn)（2³²=4294967296）？沒(méi)有底層的通訊可靠性機(jī)制來(lái)做保證，這樣無(wú)底線的玩弄數(shù)字游戲顯然是地地道道的忽悠伎倆嘛！對(duì)比之下，Google旗下的 Thread則表現(xiàn)得像一個(gè)十足的“膽小鬼”，竟然號(hào)稱網(wǎng)絡(luò)規(guī)?？梢浴案哌_(dá)”250個(gè)節(jié)點(diǎn)！

ZigBee無(wú)線自組網(wǎng)技術(shù)剛剛出來(lái)的時(shí)候，機(jī)會(huì)似乎還是不錯(cuò)的，但是也僅僅限于“似乎”而已，首先需要強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，2001年的時(shí)候，Wi-Fi和藍(lán)牙技術(shù)已經(jīng)取得了一定的成功并且在筆記本電腦和手機(jī)上占有了一席之地，雖然那時(shí)候的市場(chǎng)體量還很小，甚至不足今天的一個(gè)零頭，但是人家不僅保持住了這個(gè)優(yōu)勢(shì)，甚至隨著市場(chǎng)的發(fā)展其優(yōu)勢(shì)反而越來(lái)越大。再說(shuō)了，由PC芯片巨頭英特爾公司控制的Wi-Fi組織機(jī)構(gòu)和藍(lán)牙特別興趣小組也不是什么善茬，想切人家的蛋糕那是那么容易的事情呢？好在ZigBee無(wú)線自組網(wǎng)技術(shù)聯(lián)盟也還算有自知之明，他并沒(méi)有拿自己的熱臉去貼人家的冷屁股，而是小心翼翼的捧著自己的小泥碗開(kāi)始了艱辛的“化緣”生涯。

第一個(gè)被“有幸”相中的領(lǐng)域就是智能家居，因?yàn)楣ぷ鳝h(huán)境和Wi-Fi以及藍(lán)牙幾乎一模一樣，位子坐穩(wěn)定沒(méi)準(zhǔn)還有機(jī)會(huì)逆襲呢，可惜沒(méi)有預(yù)料到智能家居不是“剛需”，有沒(méi)有一個(gè)十分強(qiáng)勢(shì)的“丈母娘”在背后做推手，因此智能家居遲遲不能爆發(fā)，至于后來(lái)被迫輾轉(zhuǎn)工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)，市政路燈等市場(chǎng)則更是無(wú)奈之舉，算是后話。

當(dāng)然上述都是市場(chǎng)的因素，應(yīng)該說(shuō)和技術(shù)沒(méi)有太大的關(guān)聯(lián)，但是事情壞就壞在之智能家居這一塊目標(biāo)市場(chǎng)了。為什么這么說(shuō)呢？因?yàn)?/span>ZigBee雖然裹挾萬(wàn)能的無(wú)線自組網(wǎng)這道天子令牌，但是內(nèi)心里算計(jì)的還是智能家居的這塊地盤(pán)，其整個(gè)的技術(shù)體系和市場(chǎng)推廣架構(gòu)幾乎針對(duì)這種應(yīng)用量身定制的，后來(lái)發(fā)現(xiàn)和市場(chǎng)需求脫節(jié)太嚴(yán)重，不得不在2007年推翻了原有的框架，又重新來(lái)了一遍，但是無(wú)論如何都無(wú)法徹底擺脫原來(lái)的歷史包袱。

著名歌手景岡山有一首紅遍大江南北的歌曲，叫做《我的眼里只有你》，這首歌曲似乎挺能說(shuō)明ZigBee此時(shí)的心境。除了智能家居還算得上是一個(gè)有潛力給其帶來(lái)翻身逆襲的機(jī)會(huì)，其他的市場(chǎng)更加碎片化，也基本上看不到什么爆發(fā)的機(jī)會(huì)，ZigBee能看得上眼么？不幸的是，年復(fù)一年，壞消息接踵而至，在這過(guò)去的十年間挑戰(zhàn)者越來(lái)越多，Google旗下的Thread，蘋(píng)果公司的HomeKit，高通公司的AllJoyn，這些國(guó)際大牌我們拋開(kāi)不談，光是一些被閹割和改動(dòng)的ZigBee技術(shù)都有不少在混跡其中，如果再算上一些私有協(xié)議那就更多了，事實(shí)上已經(jīng)沒(méi)有人知道到底有有多少不同規(guī)格的無(wú)線自組網(wǎng)協(xié)議在爭(zhēng)搶這個(gè)本就不溫不火的“潛力股”呢。

事實(shí)上，在430MHz等更低的頻帶上，無(wú)線信號(hào)的接收靈敏度要好得多，相同的通訊距離下其信噪比自然也高得多，相應(yīng)地其誤碼率自然就低得多，再配合局域的網(wǎng)絡(luò)劃分和調(diào)度控制，就可以減小沖突的概率甚至完全消除碰撞，那么系統(tǒng)的穩(wěn)定性自然可以大幅度的提升，微網(wǎng)高通WiMi-net的無(wú)線自組網(wǎng)技術(shù)在該環(huán)節(jié)做了深入全面的支持，我們會(huì)在后續(xù)的連載文章中為大家奉獻(xiàn)精彩紛呈的點(diǎn)評(píng)和分析。