在無線個人網路領域，UWB具備高傳輸速率其定位為多媒體傳輸，Bluetooth擁有QoS可作為與語音與數據資料傳輸之用，ZigBee傳輸速率雖低，但適合應用在感測與控制用途，搭配低價與長壽之特性，成為眾所矚目之新興技術，有關ZigBee之技術發展現況，以下分析之。

ZigBee技術分析

ZigBee這個字源自於蜜蜂群藉由跳ZigZag形狀的舞蹈，來通知其他蜜蜂有關花粉位置等資訊，以達到彼此溝通訊息之目的，故以此作為新一代無線通訊技術之命名。ZigBee先前亦被稱為「HomeRF Lite」、「RF-EasyLink」或「FireFly」無線電技術，目前統一稱為ZigBee 。

ZigBee是一種短距離、架構簡單、低消耗功率與低傳輸速率之無線通訊技術，其傳輸距離約為數十公尺，使用頻段為免費的2.4GHz與900MHz頻段，傳輸速率為20K至250Kbps，網路架構具備Master/Slave屬性，並可達到雙向通信功用，2004年第二季ZigBee模組價格約為2～5美元。

根據ZigBee之技術本質，ZigBee具有下列之特性：

ZigBee標準現況

在標準規範之制訂方面，主要是IEEE 802.15.4小組與ZigBee Alliance兩個組織，兩者分別制訂硬體與軟體標準，兩者之角色與分工就如同IEEE 802.11小組與Wi-Fi之關係。

在IEEE 802.15.4方面，2000年12月IEEE成立了802.15.4小組，負責制訂媒體存取控制層（MAC）與物理層（PHY）規範，在2003年5月通過802.15.4標準，802.15.4任務小組目前則在著手制訂802.15.4b標準，此標準主要是加強802.15.4標準，包括有解決標準疑義之處、降低複雜度、提高彈性並思考新的頻段分配等。

而在ZigBee 聯盟方面，ZigBee聯盟是在2002年10月由Honeywell、Mitsubishi、Motorola、Philips與Invensys共同成立，ZigBee聯盟負責制訂網路層、安全管理、應用介面規範，其次亦肩負互通測試，預計在2004年第四季推出第1.0版規範（Version 1.0），截至2004年8月約有90家會員。

《圖一　ZigBee標準制訂組織》

在物理層（Physical；PHY）方面，802.15.4之工作頻率分為2.4GHz、915MHz和868MHz三種，分別提供250Kbps、40Kbps和20Kbps之傳輸速率，其傳輸範圍介於10到100公尺之間，一般是30公尺。由於ZigBee使用的是2.4GHz、915MHz和868MHz頻段，這些頻段因是免費開放使用，故已有多種無線通訊技術使用，因此ZigBee為避免被干擾，故在各個頻段皆是採用直接序列展頻（DSSS）技術，以化整為零方式，將一個訊號分為多個訊號，再經由編碼方式傳送訊號避免干擾。

這三者不同之頻段，在調變技術方面，雖都是採取相位調變技術但仍有所差異，2.4GHz採用較高階之QPSK調變技術以達到250Kbps之速率，並降低工作週期，以減少功率消耗。而在915MHz和868MHz方面，則是用BPSK的調變技術。相較於2.4GHz頻段，900MHz頻段為低頻的頻段，故無線傳播之損失較低，使其傳輸距離較長，其次此頻段過去主要是室內無線電話使用之頻段，不過現在因室內無線電話轉移到2.4GHz，干擾反而較少。

而在媒體存取控制（Media Access Control；MAC）層方面，主要是沿用WLAN中802.11系列標準的CSMA/CA方式，以提高系統相容性，所謂的CSMA/CA是在傳輸之前，會先檢查通道是否有資料傳輸，若通道無資料傳輸，則開始進行資料傳輸動作，若是產生碰撞，則稍後重新再傳。

《表一　802.15.4標準規格》

在網路層方面，ZigBee聯盟制訂ZigBee可具備支援Star、Cluster Tree與Mesh三種網路架構，在各個節點之角色方面，可分為全功能設備（Full-Function Device；FFD）與精簡功能設備（Reduced-Function Device；RFD）。相較於FFD，RFD之電路較為簡單且記憶體較小。FFD之節點具備控制器（Controller）之功能提供資料交換，而RFD則是只能傳送資料給予FFD或是從FFD接受資料。

《圖二　ZigBee網路架構》

ZigBee晶片架構

ZigBee之晶片架構，主要是有MAC處理封包，而PHY則是接收處理射頻（RF）訊號。ZigBee之系統架構，因其傳輸速率低並只做簡易資料處理，故在系統架構上，在Host端只需搭配簡單的8位元處理器，而ZigBee晶片模組方面，則內含RF、PHY與MAC做成一單晶片，未來ZigBee晶片則將會整合處理器。

而在記憶體方面，全功能設備（FFD）需要16_20Kbyte的ROM，而精簡功能設備（RFD）則只需12_16Kbyte的ROM，不過若是網路主要節點，則因需處理節點設備資訊、資料路徑表、安全密鑰等資訊，需要更大之記憶體。在協定堆疊（Protocol Stack）方面，完整之協定堆疊需要32Kbyte記憶體，而簡單協定堆疊則為4Kbyte。

2004年5月日本沖電氣與美國CompXs宣稱合作開發推出ZigBee模組，產品代號為ML7065，採用0.22μm CMOS製程，模組封裝尺寸為7mm平方，因尺寸小，可提供產品應用彈性，且可降低耗電量。

《圖三　ZigBee晶片架構》

ZigBee應用領域

ZigBee應用領域主要有家庭自動化、家庭安全、工業與環境控制與個人醫療照護等，可搭配之應用產品則有家電產品、消費性電子、PC週邊產品與感測器等，提供家電感測、無線PC周邊控制、家電遙控等功能。

在家庭自動化領域，涵蓋項目有照明、溫度、安全、控制等。ZigBee模組可安裝在電視、燈泡、遙控器、兒童玩具、遊戲機、門禁系統、空調系統和其他家電產品等，例如在燈泡中裝置ZigBee模組，則人們要開燈，就不需要走到牆壁開關處，直接透過遙控便可開燈。藉由ZigBee可以收集家庭各種資訊，傳送到中央控制設備，或是藉由遙控達到遠端控制之目的，提供家居生活更朝向自動化、網路化與智慧化，以有效增加人們居住環境之方便性與舒適度。

在工業領域，透過ZigBee網路自動收集各種資訊，並將資訊回饋到系統進行資料處理與分析，以利工廠整體資訊之掌握，例如火警的感測和通知，照明系統之感測，生產機台之流程控制等，都可藉由ZigBee網路提供相關資訊，以達到工業與環境控制之目的。

隨著應用產品之擴大，將帶動ZigBee產品出貨之增加，在未來市場規模發展方面，雖然2003年已通過802.15.4標準，不過由於2004年年底ZigBee聯盟才會有規範進行產品互通測試，因此2004年全球ZigBee之出貨量仍不大約為50萬套，而至2005年ZigBee出貨量將可望達到成長爆發點，其出貨量將可達到800萬套，預計2007年出貨量將接近1億套。

結論

全球數位家庭風潮方興未艾，雖然家庭全面走向數位化仍有一段路需要走，但隨著家電裝置與多媒體娛樂資料都逐漸數位化，家庭應用也將整合數據、通訊與娛樂，隨後將整合控制，使家庭更朝向自動化智慧家庭發展。

在無線個人網路領域技術分陳，前有Bluetooth1.1、Bluetooth1.2，後有UWB，各依據其技術特性，搶佔各類應用產品山頭。ZigBee憑藉其架構簡單價格低廉、低消耗功率延長使用壽命，即使傳輸速率不高，但針對感測與控制之應用，ZigBee仍有其很大的發展潛力。

不過，儘管Zigbee在標準方面有所進展，在工業自動化領域已見部分產品並獲得使用，然而市面上低價且成熟之晶片解決方案仍是有限，新的互通測試規格仍須待至2004年第四季後，加上RFID等各種技術亦虎視眈眈，為ZigBee未來發展投下變數，而2005年將是關注ZigBee能否突破成長爆發點之重要關鍵時期。（作者為資策會MIC資深產業分析師兼研究經理）