摘要：ZigBee是一種新興的短距離、低速率無線網絡技術、本文詳細分析了ZigBee技術，IEEE802.15.4標準及相關應用，討論了它們的關系和相對其它技術的特點，并對其在家庭無線通信網中的應用前景進行分析和展望。本文還針對無線網絡與NGN(IPV6)的結合做了分析。

關鍵詞：IEEE802.15.4 ZigBee 短距離無線網絡 IPV6

長期以來，低價、低傳輸率、短距離、低功率的無線通訊市場一直存在著。自從Bluetooth出現以后，曾讓工業控制、家用自動控制、玩具制造商等業者雀躍不已，但是Bluetooth的售價一直居高不下，嚴重影響了這些廠商的使用意愿。如今，這些業者都參加了IEEE802.15.4小組，負責制定ZigBee的物理層和媒體介入控制層。IEEE802.15.4規范是一種經濟、高效、低數據速率（<250kbps）、工作在2.4GHz和868/928MHz的無線技術，用于個人區域網和對等網絡。它是ZigBee應用屋和網絡層協議的基礎。ZigBee是一種新興的近距離、低復雜度、低功耗、低數據速率、低成本的無線網絡技術，它是一種介于無線標記技術和藍牙之間的技術提案。主要用于近距離無線連接。它依據802.15.4標準，在數千個微小的傳感器之間相互協調實現通信。這些傳感器只需要很少的能量，以接力的方式通過無線電波將數據從一個傳感器傳到另一個傳感器，所以它們的通信效率非常高。

一般而言，隨著通信距離的增大，設備的復雜度、功耗以及系統成本都在增加。相對于現有的種種無線通信技術，ZigBee技術將是最低功耗和成本的技術。同時由于ZigBee技術的低數據速率和通信范圍較小的特點，也決定了ZigBee技術適合于承載數據流量較小的業務。所以ZigBee聯盟預測的主要應用領域包括工業控制、消費性電子設備、汽車自動化、農業自動化和醫用設備控制等。

1 IEEE802.15.4和ZigBee介紹

IEEE無線個人區域網（PAN）工作組的IEEE802.15.4技術標準是ZigBee技術的基礎。802.15.4標準旨在為低能耗的簡單設備提供有效覆蓋范圍在10米左右的低速連接，可廣泛用于交互玩具、庫存跟蹤監測等消費與商業應用領域。傳感器網絡是其主要市場對象。

1.1 802.15.4協議架構及其技術特點

IEEE802.15.4滿足國際標準組織（ISO）開放系統互連（OSI）參考模式。它定義了單一的MAC層和多樣的物理層（如圖1所示）。

IEEE802.185.4的MAC層能支持多種LLC標準，通過SSCS（Service-Specific Convergence Sublayer，業務相關的會聚子層）協議承載IEEE802.2類型一的LLC標準，同時允許其他LLC標準直接使用IEEE802.15.4的MAC層服務。表1列出了IEEE802.15.4的LLC層和MAC層主要功能。

表1 IEEE802.15.4的LLC層和MAC層主要功能

LLC子層的主要功能	IEEE802.15.4的MAC協議主要功能：
傳輸可靠性保障和控制	設備間無線鏈路的建立、維護和結束
數據包的分段與重組	確認模式的幀傳送與接收
數據包的順序傳輸	信道接入控制
	幀校驗
	預留時隙管理
	廣播信息管理

IEEE802.15.4定義了兩個物理層標準，分別是2.4GHz物理層和868/915GHz物理層。它們都基于DSSS（Direct Sequence Spread Spectrum，直接序列擴頻），使用相同的物理層數據包格式，區別在于工作頻率、調制技術、擴頻碼片長度和傳輸速率。2.4GHz波段為全球統一的無需申請的ISM頻段，有助于ZigBee設備的推廣和生產成本的降低。2.4GHz的物理層通過采用高階調制技術能夠提供250kbps的傳輸速率，有助于獲得更高的吞吐量、更小的通信時延和更短的工作周期，從而更加省電。868MHz是歐洲的ISM頻段，915MHz是美國的ISM頻段，這兩個頻段的引入避免了2.4GHz附近各種無線通信設備的相互干擾。868MHz的傳輸速率為20kb/s，916MHz是40 kb/s。這兩