來源:微網(wǎng)高通
從上個世紀(jì)90年代開始，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開始逐步進(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)最開始是PC互聯(lián)網(wǎng)，后來是Wi-Fi和藍(lán)牙技術(shù)，最近十年蓬勃發(fā)展的移動互聯(lián)網(wǎng)浪潮則將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提高到了一個前所未有的新高度，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，社會交往，購物消費(fèi)和金融交易都可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行，我們完全可以說是網(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。
說到網(wǎng)絡(luò)通訊自然離不開最底層的物理層的報文傳輸，試想如果通訊的丟包率很高，整個網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和用戶體驗自然不會太理想。即便是速度本身太慢或者頻繁的補(bǔ)發(fā)報文導(dǎo)致的網(wǎng)速變慢，想想屏幕上一個小沙漏或者小圓圈在來回翻轉(zhuǎn)就很讓人心煩，因此最基本的報文丟包率是一個十分關(guān)鍵的指標(biāo)。對于有線通訊和無線通訊，對于其自由空間的丟包率有一個基本的數(shù)量級概念需要特別關(guān)注：
有線網(wǎng)絡(luò)在封閉的傳輸介質(zhì)中傳遞信號，丟包率為10-9至10-12，也就是說丟包率為10億分之一甚至更低；無線網(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100萬倍。如此巨大的報文可靠性差異毫無疑問也會反映到宏觀的通訊可靠性上來。
有人會說，既然無線報文的丟包率這么高，為什么手機(jī)的無線通訊竟然可靠性這么高呢？
我們首先拋開上網(wǎng)業(yè)務(wù)不談，因為上網(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“小動作”頂多相當(dāng)于打個9.99折，也就是99.9Mbps，所以說你根本就不會感覺到任何的不流暢，只有信號極差，差到連TCP機(jī)制都無法挽救的時候才會導(dǎo)致掉線；但是語音通訊業(yè)務(wù)完全不一樣，因為語音通訊是實(shí)時的，對于通訊延時非常敏感，根本就沒有補(bǔ)包的機(jī)會和可能性。
那么我們平時在通話的過程中怎么很少感覺到丟包導(dǎo)致的糟糕體驗?zāi)兀科鋵?shí)語音通訊專門針對信號編碼做了特殊的處理，在丟包率不嚴(yán)重的情況下，人的耳朵是很難聽出來的，這種技術(shù)就是前向糾錯（FEC）技術(shù)。在連續(xù)發(fā)送的語音包序列中，每一個語音包通過某種預(yù)測的機(jī)制都帶有后面若干個數(shù)據(jù)包的信息，預(yù)測越遠(yuǎn)的聲音信息，其預(yù)測的誤差越大。在接收端如果有數(shù)據(jù)包丟失了，就將前面一個報文中附帶的預(yù)測信息播放出來，實(shí)際上在“欺騙”你的耳朵，這就好比是天氣預(yù)報，要預(yù)測2-3天之后氣候情況還是比較準(zhǔn)的，要是預(yù)測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。在通訊距離近的時候，信號強(qiáng)度很高，丟包率是很低的，只要距離一遠(yuǎn)，丟包率就會急劇的升高；在節(jié)點(diǎn)數(shù)量少的時候，競爭也很甚至沒有，因此報文送達(dá)的程序率就會非常穩(wěn)定，競爭頻繁的時候，丟包率也會急劇上升。通常Wi-FI的網(wǎng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)不會超過8個，藍(lán)牙則更少，絕大部分都是點(diǎn)對點(diǎn)的應(yīng)用，而且藍(lán)牙本身有跳頻機(jī)制，對于恒定的持續(xù)的干擾信號有較強(qiáng)的躲避能力，因此他們在各自的應(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，成功那是必須的啊！
我們回過頭來再看看ZigBee無線自組網(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軟件的算法而已，在物理層上沒有引入任何新的東西。而多點(diǎn)組網(wǎng)毫無疑問會引入競爭和碰撞；網(wǎng)絡(luò)規(guī)模越大，節(jié)點(diǎn)數(shù)量越多，競爭和碰撞越厲害，可靠性也就越差。最要命的是ZigBee無線自組網(wǎng)技術(shù)竟然提高嗓門，一遍又一遍的聲稱自己可以組建超過六萬個節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)！天啦，你真的見過六萬個節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)么？就是六千個節(jié)點(diǎn)都十分了得啊。據(jù)說當(dāng)初英國有一家非常著名的ZigBee產(chǎn)品供應(yīng)商，也算是全世界最早一批從事ZigBee無線自組網(wǎng)技術(shù)的廠家之一，竟然花了3年時間，耗資數(shù)百萬美元，反反復(fù)復(fù)的調(diào)試優(yōu)化，終于將1000個節(jié)點(diǎn)的無線組網(wǎng)搞得比較穩(wěn)定，真要是六萬個節(jié)點(diǎn)還不得把人家嚇得一屁股坐在地上？
人們都說工程師思維害死人，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)四十億個節(jié)點(diǎn)（232=4294967296）？沒有底層的通訊可靠性機(jī)制來做保證，這樣無底線的玩弄數(shù)字游戲顯然是地地道道的忽悠伎倆嘛！對比之下，Google旗下的 Thread則表現(xiàn)得像一個十足的“膽小鬼”，竟然號稱網(wǎng)絡(luò)規(guī)模可以“高達(dá)”250個節(jié)點(diǎn)！
ZigBee無線自組網(wǎng)技術(shù)剛剛出來的時候，機(jī)會似乎還是不錯的，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，雖然那時候的市場體量還很小，甚至不足今天的一個零頭，但是人家不僅保持住了這個優(yōu)勢，甚至隨著市場的發(fā)展其優(yōu)勢反而越來越大。再說了，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無線自組網(wǎng)技術(shù)聯(lián)盟也還算有自知之明，他并沒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始了艱辛的“化緣”生涯。
第一個被“有幸”相中的領(lǐng)域就是智能家居，因為工作環(huán)境和Wi-Fi以及藍(lán)牙幾乎一模一樣，位子坐穩(wěn)定沒準(zhǔn)還有機(jī)會逆襲呢，可惜沒有預(yù)料到智能家居不是“剛需”，有沒有一個十分強(qiáng)勢的“丈母娘”在背后做推手，因此智能家居遲遲不能爆發(fā)，至于后來被迫輾轉(zhuǎn)工業(yè)自動化市場，市政路燈等市場則更是無奈之舉，算是后話。
當(dāng)然上述都是市場的因素，應(yīng)該說和技術(shù)沒有太大的關(guān)聯(lián)，但是事情壞就壞在之智能家居這一塊目標(biāo)市場了。為什么這么說呢？因為ZigBee雖然裹挾萬能的無線自組網(wǎng)這道天子令牌，但是內(nèi)心里算計的還是智能家居的這塊地盤，其整個的技術(shù)體系和市場推廣架構(gòu)幾乎針對這種應(yīng)用量身定制的，后來發(fā)現(xiàn)和市場需求脫節(jié)太嚴(yán)重，不得不在2007年推翻了原有的框架，又重新來了一遍，但是無論如何都無法徹底擺脫原來的歷史包袱。
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明ZigBee此時的心境。除了智能家居還算得上是一個有潛力給其帶來翻身逆襲的機(jī)會，其他的市場更加碎片化，也基本上看不到什么爆發(fā)的機(jī)會，ZigBee能看得上眼么？不幸的是，年復(fù)一年，壞消息接踵而至，在這過去的十年間挑戰(zhàn)者越來越多，Google旗下的Thread，蘋果公司的HomeKit，高通公司的AllJoyn，這些國際大牌我們拋開不談，光是一些被閹割和改動的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)沒有人知道到底有有多少不同規(guī)格的無線自組網(wǎng)協(xié)議在爭搶這個本就不溫不火的“潛力股”呢。
事實(shí)上，在430MHz等更低的頻帶上，無線信號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，我們會在后續(xù)的連載文章中為大家奉獻(xiàn)精彩紛呈的點(diǎn)評和分析。
