撰写于：2014年5月27日
作者：silex Wi-Fi专家

在上一期中，我们介绍了如何阅读IEEE802.11ah（即 "900 MHz Wi-Fi"）规格草案，以及如何阅读无线电通信规格。这次，我们将简要介绍 "另一种 900 MHz 通信标准 "IEEE802.15.4g。
IEEE802.15.4g的基础是不带字母的IEEE802.15.4。在IEEE的分类中，802.11为“无线LAN”，802.15为“无线PAN”，802.16为“无线WLAN”。802.11是所谓的Wi-Fi，802.16 以 IEEE802.16e 为代表，也称为 WiMax。

无线PAN IEEE802.15的主要分委会有802.15.1（现在转移至Bluetooth SIG，不再活跃）、802.15.3（作为OFDM PAN，UWB版802.15.3a引起轰动）以及802.15.4。IEEE802.15.4作为Zigbee的基础技术而闻名，但正如过去在本博客中多次介绍的那样，Zigbee 是一种产品标准，包括设备配置文件定义和互操作性认证，而 802.15.4 则是一种无线通信标准规范，即底层技术。

802.15.4被定义为LR-WPAN（Low Rate Wireless Personal Area Network），比起通信速度更重视小型、低价格、低功耗。802.15.4 的另一个特点是定义了多种物理层（PHY），802.15.4-2011规范定义了 O-QPSK (~250Kbps), BPSK (~40Kbps), ASK (250Kbps), CSS (~1Mbps), UWB (850Kbps) 和 GFSK ( 100Kbps）物理层，其频段为 780MHz、868MHz、915MHz、950MHz和 2.4GHz，不同地区有不同的频率组合和调制方案。 尽管 Zigbee 也使用 915MHz（北美和澳大利亚）和 868MHz（欧洲），2.4 GHz 频段主要使用 O-QPSK 调制 250 Kbps，可用于最广泛的区域。
802.15.4 本身不具备网状功能，但它有一个名为 "集群（Cluster）"的功能，可以实现多个网络的互联，包括 Zigbee 在内的许多在 802.15.4 上运行的协议都可以使用集群实现网状功能。

802.15.4 的最大数据包大小为 127 字节（包括数据报头），比 Wi-Fi 的 1500 字节小得多。最初，通过 TCP/IP 的考虑可能并不多，但随着美国政府的 Smart Energy Profile 2.0（SEP2.0）智能电网标准采用 HTTP 和 IPv6，802.15.4 的短数据包尺寸成为启动和运行 IPv6 的障碍（不是不可能，而是效率低下）。为了弥补这一缺陷，我们定义了一个额外的规范，即 6LowPAN(IPv6 over Low power Wireless Personal Area Networks)，用于分割、省略和压缩报头。

这次的主角是 802.15.4g，它是 802.15.4 的扩展，主要为智能计量应用而建立。根据不同的例子，频段差别很大，但主要集中在 920MHz 频段（※注），除 O-QPSK（约 500Kbps）和 GFSK（约400Kbps）调制方案外，还采用 OFDM（约 800Kbps）来提高速度。另一个卖点是， 802.15.4的致命弱点是数据包太小（仅127字节），而本次802.15.4g将数据包大小扩大到最大2048字节，这样，IPv6 数据包就可以直接通过，而不需要 6LowPAN 的巧妙设计。
（※注）日本未授权的 900MHz 频段原本是分配给 RFID 的 950MHz 频段，但在 950MHz 频段作为移动电话网络的 "白金频段 "风靡全球的背景下， 2012 年，在一次 "频率重组 "中，未授权频段被移至 920MHz，950MHz 被分配给移动电话。

802.15.4g由Wi-SUN Alliance (Wireless Smart Utility Network)这个团体推进，日本国家信息通信技术研究所（NICT）和冲电气工业（现为 LAPIS 半导体公司）深度参与了该标准的制定。然而， Wi-SUN的命名其实是带有强烈Wi-Fi联盟意识的。
802.15.4g的标准制定于2012年完成，比802.11.ah提前了2年左右。TI、Rohm/Lapis 和 Accent 等公司已推出支持 802.15.4g 的无线电芯片。
然而，智能电网的上层协议仍然有些混乱，美国推广的 SEP2.0、日本推广的 EchoNet Lite 和在 Java 上运行的 OSGi 都声称 "我才是标准"，并且共存。

像这样的新标准规范发布后，通常会有乐观的、看涨的市场预测，比如 "今年会有兼容产品"、"XX 年会有 XX 亿台/年的巨大市场"等，但就这次搜索的结果来看，有许多关于 802.15.4g 的报道，如 "标准化工作已完成"、"Wi-SUN 联盟已启动 "等，都是直截了当地报道事实，而类似过去的UWB和蓝牙低功耗发布前的无意义的猜测的报道几乎没有了。"智能电网 "和 "智能电表 "这两个词本身在过去的五年中一直被使用，并被冠以 "能源革命 "和 "今年爆炸式普及 "的说法，但现实却完全没有跟上，因此人们可能会认为，"智能电表将在 x 年内被使用 xx 亿台 "的说法在现阶段并没有太大的说服力。我还看到一篇文章说 "未来智能手机将使用 802.15.4g"，但我认为那是鸡肋。

总结
正如过去多次提到的，IEEE 802.15.4 通信标准主要在工业应用中广泛使用，但在消费产品中并不总是像 Zigbee 那样成功。为双向遥控应用而设计的 RF4CE 似乎也在苦苦挣扎。“高功能遥控”产品类别本身正在被智能平板和智能手机所取代，家电产品正在向集成智能手机的Wi-Fi 和蓝牙低功耗方向发展。
在这种情况下，全球节能热潮（特别是在日本，东北地震和海啸引发了公众要求逐步淘汰核电的压力）吸引了人们对改革电力基础设施的 "智能电网 "的关注，而美国 SEP2.0 标准的存在也使得 802.15.4 在智能电网技术领域领先于其他竞争技术（Wi-Fi、蓝牙）。
900MHz 频段具有卓越的传输穿透能力，而 802.15.4g 则无需使用 6LowPAN，这些都将成为 802.15.4阵营进军智能电网的有力武器。然而，业界并没有天真到认为一定会成功。对于像我们这样的 Wi-Fi 阵营公司来说，只能 "拭目以待"。