自1998年5月藍芽特別興趣小組(Bluetooth SIG)成立以來，纜線取代(Cable Replacement)方案就成為兵家必爭之地。時至21世紀，各項標準頭角崢嶸，莫不以高速率、長距離，與移動性來相互搏擊。紛爭中，唯有ZigBee逆向操作，以「價格低，功率低更低」的藍海策略(Blue Ocean Strategy)，在眾多無線通訊技術中，成為一顆閃亮之星...
自1998年5月藍芽特別興趣小組(Bluetooth SIG)成立以來，纜線取代(Cable Replacement)方案就成為兵家必爭之地。時至21世紀，各項標準頭角崢嶸，莫不以高速率、長距離，與移動性來相互搏擊。紛爭中，唯有ZigBee逆向操作，以「價格低，功率低更低」的藍海策略(Blue Ocean Strategy)，在眾多無線通訊技術中，成為一顆閃亮之星。
簡單來說，開發ZigBee需要一個射頻收發器、一個微控制器，和一個ZigBee網路堆疊，以往大部分系統業者都是採取不同供應商的晶片與軟體，組成一個解決方案。近來，新一代的全整合、單晶片供應平台正悄悄地侵入市場。
意法半導體(STMicroelectronics)與Ember在2005年底簽署合作開發ZigBee完整解決方案的協議，該合作結合802.15.4/ZigBee無線軟硬體上的智財(Intellectual Property, IP)、微控制器技術與開發能力，其新產品將於2006年初問世。
德州儀器(Texas Instrument, TI)甫與Airbee Wireless合作提供ZNS-Lite網路協定堆疊軟體，隨即砸下兩億美元買下ZigBee射頻/系統單晶片(SoC)大廠Chipcon，預計於2006年初完成購併，可為客戶提供消費、住宅和建築自動化應用的短距離無線解決方案。
日本Oki Electric與Integration Associates不久前公布一個針對ZigBee的平台式解決方案，該方案由Oki的LSI ML7065和Integration的ZigBee堆疊所組成，此方案已獲得ZigBee聯盟的ZigBee相容認証。
Silicon Laboratories則推出2.4GHz ZigBee應用開發套件，提供設計所需的軟、硬體，可開發支援無線自動化、工業、醫療監測、住宅保全和控制應用的ZigBee網路。該款ZigBee開發套件提供13種常見的ZigBee架構，並提供整合開發環境、802.15.4媒體存取控制器(MAC)，以及ZigBee網路層協定堆疊程式庫。
ZigBee較其他新興技術受青睞
1994年時易利信提出藍芽技術，四年後便成立SIG，該技術的起步雖早，卻因各家廠商山頭林立，在標準制訂中互相較勁，互通性的問題延宕甚久，反而被後起的WiFi搶得先機。因此，藍芽被迫將應用範圍縮小，正當市場稍有起色，卻遭逢如超寬頻(Ultra Wide Band, UWB)、ZigBee等新興技術夾擊，其後勢如何，還得看各廠商的運籌帷幄。
除藍芽之外，新興的無線通訊技術也如雨後春筍地冒出，但穩定發展者卻是不多。在WiMAX方面，始終約有50%的負面聲音對其應用作出批判；而802.11n部分，在TGnSync與WWiSE兩大陣營僵持不下之際，英特爾另外召集EWC聯盟，棄市場龍頭Airgo與IEEE於不顧，評論正是兩極；UWB在IEEE會場已成為世界級的笑柄，DS-UWB與WiMedia的針鋒相對，使得原本看好的市場陷入僵局，標準之路，更顯艱辛。至於ZigBee，於2002年成立SIG，2004年12月1.0版標準通過，其訴求相當明確。該標準走簡易實現路線，特色為低傳輸率、更低的價格，以及超低的功率，來自負面的聲音相當少，表1為與ZigBee相近之技術的比較與評論。
ZigBee技術仍待改進
許多人不知道，ZigBee並不能與IEEE 802.15.4畫上等號，其間之差異正牽動著ZigBee的未來發展趨勢。
嚴格來說，ZigBee是以IEEE802.15.4為底層的無線網路規範，是一個建構在資料鏈結層(Datalink Layer)以上的無線網路技術。IEEE的各種規範內容是由IEEE的會員經過許多次會議的討論與表決才底定，其中IEEE802.15.4定義低速無線個人區域網路(Wireless Personal Area Network, WPAN)的MAC和實體層(PHY)。1.0版出爐後，內容已大致底定，倒是新出現的修定(Amendment)版本802.15.4a，正如火如荼地展開。
新版本主要增加的功能，是將測距與定位精確度提高至公分等級，其傳輸速率、連線範圍，與功率消耗的要求又比802.15.4還要嚴苛。這個規範已經引起亞洲各國包括大陸、日本與韓國等國的爭相投入，成為東方人進入IEEE規範核心的試金石。同時，ZigBee聯盟也有意將其納入規範，其後續發展值得關注。
ZigBee標準是由ZigBee聯盟所主導制定，在IEEE802.15.4的MAC和PHY無線標準之上，提供網路、應用，和安全的支援服務。此外，ZigBee聯盟還為選定的應用如照明、產業感應器等，訂定特定的類別(Profile)。儘管ZigBee是一個開放標準，但它也賦予OEM很大的自由度，開發商可採用既定的類別或自行開發專有的類別。
因為ZigBee標準定義上述三種服務層級，所以開發商可以向平台供應商購買整個ZigBee協議堆疊，包括針對特定產品的類別，或者只選擇使用基本的網路層，再自行向上發展。ZigBee聯盟將底層與系統應用層間作介接，除訂定各層標準外，並將應用層介面也納入規範，使產品能早期導入，其關係如圖1。
ZigBee並非完美，故後續發展也朝著修正這些缺點而努力。IEEE802.15.4採用直接序列展頻，此技術可以降低設計複雜度與成本，但在環境不佳時，其對抗干擾的效果就沒有其他技術如跳頻來得好，而只有協調器能選擇通道的作法，也讓切換到好通道的機制不易發揮。其次是ZigBee沒有定義傳輸層，開發人員必須決定由自己製作傳輸機制，還是使用其他廠商晶片內建的傳輸功能，這也是部分使用者感到困擾的地方。其餘如金屬太多時通訊不良、類別不夠多、距離不夠長等等，也成為待改進的地方。
市場對ZigBee的需求蜂擁而至，然而弔詭的是，有許多廠商僅使用IEEE802.15.4的規範，上層卻不使用ZigBee聯盟提供的解決方案，這使得ZigBee的走向又顯得有趣，其中安全與價格的考量，當然是重要的決定因素。
台灣廠商正切入ZigBee市場
市場上的名言「投入早不如投人巧」，切入點已變成科技業成敗的一大關鍵。在國際上，ZigBee的各領導廠商在2005年12月，於香港展示無線監控系統的互通性，2006年1月在拉斯維加斯的CES(Consumer Electronics Show)，也看到多樣化的實體產品，成熟度己受到肯定。
國內方面，資策會網路多媒體研究所於2005年10月間取得亞太區首張ZigBee Compliance Platform(ZCP)認證，目前全球僅8項產品獲此項認證；全球僅有兩家ZigBee合格測試機構，其中之一為台灣德國萊因(TUV)的ZigBee實驗室，該實驗室可進行IEEE 802.15.4射頻及MAC的測試服務，並能提供完整的ZCP及ZigBee Logo驗證測試服務。
此外，台灣的學研界如工研院，產業界如達盛、義隆與華邦等公司，也積極進行相關研發工作，本土業者此時順勢導入，應正是時機！
(本文作者任職於中山科學研究院資訊通信研究所)
(詳細圖表請見新通訊60期2月號)