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面向HAECS应用的无线通信标准DECT

时间:12-04 来源:互联网 点击:
干扰、传输可靠性和数据传输量

各种无线信号之间的干扰可降低信息抵达目的地的机率,而消费者会对那些经常失效的产品失去兴趣。即使干扰不会妨碍传输,它们仍会大幅降低该技术在室内的传输距离和自运行时间。

很多家庭网络技术使用流行的sub-GHz或2.4 GHz工业/科学/医疗(ISM)频段,因为其使用没有任何地理限制。尽管如此,这些频段非常拥挤,被保有量巨大的Wi-Fi、蓝牙以及众多专有设备所占据。

如果没有在这些频段中共存的协议,即使在不太拥挤的sub-GHz频段内,也不能保证各个设备能够共存。

这个问题不仅给Zigbee/802.15.4或RF4C等2.4 GHz频段中的新来者,而且给众多专有的sub GHz频段解决方案带来了巨大挑战。为了确保系统的正常运行和服务质量,使用这些频段的服务提供商将需要提供额外的安装支持。对于IAD制造商而言,集成多个使用相同频段的无线解决方案的前景并不美妙。共存只是解决存在问题,而在没有一个认证机构的情况下如何成功部署这些设备,依然是一个极大的挑战。

另一方面,DECT使用一个中心频率为1.9 GHz的20 MHz宽频段。该频段在全球100多个国家为授权频段,因此可以减少来自其它来源的干扰。而且很独特的一点是,虽然该频段是授权和预留频段,但却不用支付许可费。此外,DECT成熟的动态信道选择/分配(DCS/DCA)功能可确保每次传输都使用最佳的可用无线信道。DECT DCA可被视为当今被称为“认知无线电”的初期实现。因此,大量DECT系统可以在相同的频段内共存,同时确保可靠的高质量通信。

互操作性

HAECS市场是一个分化很严重的市场,各个市场参与方仅支持HAECS 家庭网络的某些元素。互操作性不仅对于大量应用至关重要,而且还能为客户创造价值。DECT 标准自问世以来就支持通用接入规范(GAP),以确保不同厂商的基站和话机之间的互操作性。后来的CAT-iq支持宽带编解码器协商等更高的互操作性。

为了保持这一优势,由服务提供商、制造商和芯片厂商组成的DECT论坛举办了针对ULE设备的互操作性测试会议,并于今年年初在瑞士举办了第二届会议。此外,ETSI正在完成 DECT 标准的修正案。

这些活动不仅能确保可将ULE设备集成到传统的DECT系统中,而且还能确保不同厂商的设备之间的互操作性。

网络可扩展性

供热系统、家庭安全、能源管理、家庭护理等一系列广泛的应用形成了很多不兼容的子网,它们通常是一些独立的解决方案,而不是诸如互联网等大网络的一部分。

将应用协议从传输协议(UDP/TCP)分离开一直是实现互联网可扩展性的关键所在。鉴于这个原因,DECT/ULE 路线图预见了对IPv6的整合,以实现从“云端”到终端节点的全程应用透明。将成功的互联网标准(IETF)与DECT/ULE 标准相结合,为实现一个可扩展的无线设备网络(物联网)创造了独特的机遇。


图3:基本的星形(左)和树形网络

网状和树形拓扑结构等多跳网络的规模易于扩展,但在家庭应用领域,它们的应用范围有限,而且将增加安装的复杂性。网状Zigbee网络因它们的复杂性而臭名昭著,但过去几十年以来,消费者却非常成功地部署了自我安装型的DECT转发器(树形)。

节点密度(每平方米节点数)是仅次于网络规模的第二大重要因素。使用sub GHz频段的网络很快会因较窄的可用带宽(2MHz)耗尽容量,2.4 GHz解决方案也会因传统产品之间的干扰而不符合要求;但是,系统带宽高达20MHz的DECT ULE支持极高的节点密度。

截至2011年第一季度,全球已有5.4亿户家庭拥有固定宽带连接(Point Topic),而且该数字正以每年 12%的速度增长,这为新一代基于互联网的HAECS设备及服务带来了巨大潜力。

这些基于DECT/ULE的网关将 HAECS 设备与互联网无缝整合,从而创建一个万事俱备的生态系统,让服务提供商能够开发各种新型服务,并提高每个设备的平均收益(ARPU)。

成本

Zigbee、蓝牙和DECT都拥有类似的软硬件要求。例如,Zigbee软件栈约为100 Kbytes,DECT软件栈为 60-80 Kbytes(取决于功能)。因此,这两种技术的成本接近。

这意味着,技术的成熟度和产量是决定价格的主要因素。每年3亿件销量的DECT芯片代表了一个健康的多厂商市场,它可以确保较低的组件价格和充足的货源。

当今的单芯片DECT SoC的价格远低于ZigBee SoC的2-3美元价位,而且通常还提供语音编码器、数据转换器等一系列软硬件资源,用于区分各类应用。

共享DECT功能还能为消费者进一步降低系统成本,这也包括现有的IAD。

语音与安全性

虽然语音应用与HACES没有直接联系,但对于几种安全和家庭护理应用而言,语音链路却最为重要。DECT最初是为无绳电话而设计的,因此自然能在家庭之内和之外提供高质量的语音链路。DECT目前支持AES-128加密链路,包括认证算法,而且在链路完整性方面拥有良好的记录。DECT UL保持了同样高的语音质量以及几百万个现有DECT系统中正在使用的语音传输安全机制,因此,可用于搭建类似于当今无线话机那样可防窃听的HAECS网络。

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