1 SDL系統
商業智能照明領域具有燈的數量多、分散、動態效果要求酷炫可靠等特點，對智能照明系統提出了很高的要求。MacBee技術聯盟率先在MacBee的燈控應用上提出SDL（Software-Defined Lighting，軟件定義照明），很好的解決了商業智能照明的這個難題。
SDL通過向上逐層抽象，給照明效果設計者提供了簡單易用的操作平臺。SDL系統架構一般如下圖所示：
圖1-1 SDL系統架構
照明效果設計者可以在SDL的DIY平臺自由設計燈控效果，也可直接導入圖片、動畫、視頻等，直接轉換成燈控效果。燈控效果為一些列的控制序列，存儲于SDL控制中心，并通過IP網絡、鏈路抽象層（Link Abstract Layer，LAL）、無線網關下發給智能燈。
整個系統的技術瓶頸在鏈路抽象層及其下的鏈路層，以及多燈同步。在照明領域，目前鏈路層技術實現呈現多樣性，ZigBee、Bluetooth、MacBee、DALI、WiFi、GPRS等多種方案并存。
建筑外墻、頂棚等大面積照明效果展示時，整體效果要達到比較柔順的視覺效果，需要10fps以上的幀率、燈之間時間同步誤差不超過50ms，這給鏈路層提出了很高的要求。要滿足這個要求，鏈路層協議需要數據傳輸時延低、傳輸可靠、節點間時間同步性好。下面我們看看智能照明領域主流技術方案的情況。
2 ZigBee
自2002年以來，ZigBee 聯盟及其成員公司一直致力于為構建低功耗無線物聯網(IoT)的可互操作產品創建標準、認證計劃和測試工具。迄今應用ZigBee 標準的設備數量在全球已經超過十億。
作為一種無線通信技術，ZigBee 雖然只能在低速率、靜態、高節點密度或數據傳輸控制少的網絡中應用。在SDL應用中，ZigBee廣播支持差，單播路由多跳轉發后時間誤差達到秒級，這使得基于ZigBee的SDL效果不盡人意。但由于其具有低功耗、低成本、時延短、網絡容量大、安全可靠等特點，加上飛利浦、歐司朗的推動，已被越來越多主流廠商使用。
3 藍牙
藍牙5.0是藍牙技術聯盟(Bluetooth Special Interest Group)于2016年6月16日發布的新一代藍牙標準。相比于藍牙4.2，藍牙5.0有全面的提升，無論是通信速度、通信距離還是通信容量都有大幅度的改善。而相比于其他無線技術：無線2.4G、WiFi等來說，藍牙具有加密措施完善，傳輸過程穩定以及兼容設備豐富等諸多優點。但是藍牙傳輸距離短，限制了組網的靈活性。
在無線通信協議遍地開花的今天，藍牙5.0卻能夠普及幾乎所有數碼設備，讓各種數碼設備之間能夠無線溝通。正是憑借如此強大的功能，藍牙5.0占有了無線通訊市場的不少份額，成為眾多企業廠商的選擇。
4 WiFi
WiFi技術的優勢在于無線電波覆蓋廣(100m)網絡速度較高，移動性好，廠商進入此門檻低。但WiFi協議應用在智能照明上，連接的物品數量一多，連接的穩定性就備受考驗，而且穿透性問題也有待解決。同時，WiFi擁有較高的帶寬是以提高功耗為代價的，因此便攜WiFi裝置需要較高的電能儲備，這限制了智能照明場合的推廣。
5 DALI
DALI（Digital Addressable Lighting Interface，數字可尋址照明接口）是一種兩線雙向串行數字通信協議，是照明生產廠商因節能的需求，研究和開發出來的數字照明控制通信系統。DALI通信協議的標準化，加速了群控、智能照明節能產品的推廣和應用。
DALI是使用有線控制，這使得在工程實施不方便，具有一定局限性。DALI單組可尋址空間為1-64，最多可以控制16組。如果需要控制更多的燈，需要進行擴展。DALI傳輸速率是1200bps，當傳輸數據量較多時，需要消耗比較長的時間，控制實時性不是很好。
6 MacBee
MacBee是近年來異軍突起的新技術，它是為智能 家居 系統量身定制的協議，特別適合于智能照明領域。MacBee技術聯盟以解決短距離通信為己任，以“開放、共享、共贏”為宗旨，聯盟內知識產權共享、互聯互通。SDL也是MacBee技術聯盟率先提出并實現的。
MacBee作為一種超低功耗微蜂窩無線物聯網協議，具有高可靠、低時延、高效率等特點，并通過多網關IP-Mesh技術簡化無線鏈路，把復雜的處理交給成熟的IP網絡來實現。
圖6-1
MacBee Lighting網絡拓撲
MacBee無線網絡基于TDMA（Time Division Multiple Access，時分復用）的無競爭傳輸方式，設備在網關周期性廣播的信標幀協調下，在規定時隙按需進行消息傳輸，減少因競爭導致的退避和重傳，最大化利用有限的空口資源。
MacBee無線協議把一個協議周期分為128個時隙，分為非競爭時隙和自由競爭時隙兩類。每個非競爭時隙只存在一個發送者，避免多設備同時發送導致的空口資源競爭、沖突而帶來的丟包。自由競爭周期用于緊急數據通信。
在SDL系統中，多燈時間同步是非常關鍵的環節。MacBee利用專有時間同步技術，能把時間失步控制在25ms以內，大大優于其它協議。
在MacBee為基礎的的SDL系統中，控制中心通過IP網絡把智能燈的執行序列集發送到每個網關；網關再通過MacBee協議把不同的控制序列集發送給不同的智能燈，這中間傳輸跳數是固定的，避免了ZigBee、Thread等基于路由的多跳傳輸帶來的延時大的問題。智能燈之間通過MacBee信令精確同步時間，按照預期的時序控制智能燈的亮度、色溫、RGB值等，從而從宏觀到微觀很好的實現了SDL系統。
7 Thread
同ZigBee類似，Thread同樣基于低成本、低功耗的802.15.4芯片組開發，是新一代的IP-based無線網狀網絡協議標準，可以支持低功耗連線、上百個節點控制、以及可靠的信息安全防護功能。Thread不僅可以賦予每個連網節點一個特定的IPv6位址，與網關直接建立連線，還具有自我修復功能，不會被任何一個失效的節點影響整體網絡功能。
特別值得注意的是，Thread無線網狀網絡架構可達到極低的控制信號延遲，比同樣為網狀網絡拓撲的ZigBee更加出色。同時，由于開發背景的相似，目前很多正在使用ZigBee的產品，只需一次簡單的軟件升級，便可支持Thread，非常易于安裝，并且可以擴展到數百臺設備;但又不同于ZigBee，Thread標準統一，不像ZigBee的產品，由于各個廠家的實現方式不同，導致不同產品間無法兼容使用，這同樣可以說是Thread相較于ZigBee優勢。
當然，Thread也有基于路由傳輸的通病，就是時延高、控制不及時，這限制了在SDL系統中的應用。
可以說，Thread能夠幫助設計者更容易實現大量燈具的即時控制，并且能為物聯網照明添加更多的創意，以加速智能 家居 時代的到來。
8 SDL案例
2016年底在銀河風云大廈舉辦的銀河之夜燈光秀，近400盞MacBee智能燈在SDL控制中心控制下，顏色、亮度不斷同步切換，通過MacBee協議實現準實時，給在場的無數觀眾展現了SDL的非凡魅力。
9 誰主浮沉
正如MacBee技術聯盟發起人曾雨先生所言，每一種協議的興起都是因為滿足了某種場景的需要。如果一種協議可以滿足物聯網所有需求，那么根本不會誕生其它協議。事實上，每一種協議都會有各自最為擅長的場景。
當今智能智能照明通信協議的競爭如同當年互聯網的各個門戶網站角逐較量，相信未來會是一個發展以及融合的時代，百花齊放百家爭鳴，各種協議或將共存。但誰會成為主流，誰又會被取代，最終由市場決定。當然，不可否認的是，Macbee、Thread正在由ZigBee、Bluetooth、WiFi把持的市場中突圍而出，或將為智能照明通訊帶來重大變革。
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