第二代（Gen 2）EPC是RFID標(biāo)簽的一項(xiàng)新標(biāo)準(zhǔn)，它明確規(guī)定了與EPC閱讀器兼容的標(biāo)簽和通信協(xié)議如何工作。第二代EPC標(biāo)準(zhǔn)由幾個(gè)主要的RFID用戶(hù)和廠(chǎng)商開(kāi) 發(fā)而成，并通過(guò)非贏利性行業(yè)組織EPC Global來(lái)運(yùn)作。EPC Global隸屬于UCC/EAN組織，長(zhǎng)期以來(lái)該組織負(fù)責(zé)管理全球的條形碼及其他標(biāo)準(zhǔn)。

RFID技術(shù)在不斷發(fā)展，而第二代就是面向供應(yīng)鏈管理的RFID在發(fā)展過(guò)程中的一塊里程碑。第二代標(biāo)準(zhǔn)旨在從許多方面改進(jìn)性能，尤其是在讀取大量RFID標(biāo)簽的速度方面。許多RFID廠(chǎng)商已承諾支持第二代RFID標(biāo)簽標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)量超過(guò)了目前支持第一代EPC標(biāo)準(zhǔn)的廠(chǎng)商。這將加劇RFID市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)，進(jìn)而會(huì)推動(dòng)創(chuàng)新步伐，從而逐漸降低價(jià)格、提高性能。

對(duì)第二代RFID標(biāo)簽來(lái)說(shuō)，2005年是起始年。2006年初市面上陸續(xù)出現(xiàn)第二代標(biāo)簽。不過(guò)，第一代標(biāo)簽不會(huì)從供應(yīng)鏈當(dāng)中消失。相反，第一代和第二代標(biāo)準(zhǔn)會(huì)共存1年左右，同時(shí)人們對(duì)第二代標(biāo)簽的了解也會(huì)日漸加深。“第一代標(biāo)簽的陰影”會(huì)持續(xù)到2007年初，到時(shí)第一代標(biāo)簽會(huì)最終退出供應(yīng)鏈領(lǐng)域。至于這“陰影”具體會(huì)籠罩到何時(shí)，主要取決于第二代標(biāo)簽的價(jià)格和性能以及市場(chǎng)形勢(shì)。標(biāo)簽技術(shù)將繼續(xù)發(fā)展， 等到第二代產(chǎn)品在今明兩年站穩(wěn)腳跟，最終用戶(hù)和技術(shù)廠(chǎng)商預(yù)計(jì)會(huì)開(kāi)始開(kāi)發(fā)“第三代”系統(tǒng)，并進(jìn)一步改進(jìn)第二代技術(shù)。

標(biāo)簽標(biāo)準(zhǔn)的這種不斷發(fā)展是RFID基礎(chǔ)設(shè)備用戶(hù)所要考慮的一個(gè)重要因素。標(biāo)簽是RFID世界的消耗品，但永久性的基礎(chǔ)設(shè)備由RFID閱讀器組成。RFID閱讀器作為資本設(shè)備買(mǎi)來(lái)，之后還需要日常的安裝和維護(hù)費(fèi)用。為了避免忍痛淘汰或者花巨資翻新，實(shí)際部署的RFID閱讀器必須能夠讀取任何標(biāo)簽，無(wú)論是哪一代標(biāo)簽或者是哪家廠(chǎng)商的標(biāo)簽。它們還必須能夠輕松升級(jí)，以便能夠讀取新標(biāo)簽; 并且在標(biāo)簽廠(chǎng)商改變版本后，能夠適應(yīng)現(xiàn)有標(biāo)簽的變化。由于這些原因，EPC閱讀器必須至少始終能夠讀取三代標(biāo)簽: 當(dāng)前一代、上一代和下一代。 

第二代EPC: 多協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)

歷史簡(jiǎn)述

第二代EPC標(biāo)簽標(biāo)準(zhǔn)起源于2002年10月麻省理工學(xué)院下設(shè)的自動(dòng)識(shí)別中心（Auto-ID Center）在羅得島州新港舉辦的一次會(huì)議。當(dāng)時(shí)該中心希望把由Matrics公司提交的RFID協(xié)議方面的功能添加到第一代EPC ClassⅠ規(guī)范草案里面。除了自動(dòng)識(shí)別中心的幾名董事外，其他與會(huì)者包括來(lái)自Matrics、Alien、飛利浦和ThingMagic等廠(chǎng)商的代表。新港的這次思想交流會(huì)最終給EPC標(biāo)簽設(shè)計(jì)帶來(lái)了新思路，并且推動(dòng)了EPC技術(shù)的發(fā)展。

自動(dòng)識(shí)別中心決定利用這些新思路開(kāi)發(fā)新一代EPC標(biāo)簽，以便在2005年上市。新一代的EPC標(biāo)準(zhǔn)將滿(mǎn)足三個(gè)用途: 首先，它旨在提高第一代技術(shù)的性能; 第二，它將促進(jìn)第一代的Class 0協(xié)議和Class 1協(xié)議趨于融合; 第三，它將為沒(méi)有密切參與第一代規(guī)范制訂的RFID廠(chǎng)商提供進(jìn)入市場(chǎng)的契機(jī)。一年后EPCGlobal接管了自動(dòng)識(shí)別中心，隨之接管了第二代開(kāi)發(fā)項(xiàng)目。2004年，在EPCGlobal的領(lǐng)導(dǎo)下，越來(lái)越多的用戶(hù)和廠(chǎng)商開(kāi)發(fā)并商定了第二代EPC標(biāo)簽的最終規(guī)范。這項(xiàng)規(guī)范于該年年底得到了批準(zhǔn)，隨后開(kāi)始開(kāi)發(fā)符合第二代要求的商用產(chǎn)品。

規(guī)范綜述

第二代規(guī)范是一份長(zhǎng)達(dá)94頁(yè)的技術(shù)文檔，題為《EPC Radio-Frequency Identity Protocols / Class-1 Generation-2 UHF RFID / Protocol for Communications at 860 MHz ～960 MHz》。它相當(dāng)詳細(xì)地描述了第二代RFID標(biāo)簽與RFID閱讀器應(yīng)當(dāng)如何通信。

規(guī)范的幾個(gè)主要要點(diǎn)如下:

● 標(biāo)準(zhǔn)必須能夠在860MHz到960MHz之間的任何頻率上通信。為了符合不同地區(qū)的無(wú)線(xiàn)電法規(guī)，閱讀器應(yīng)當(dāng)能夠使用這個(gè)范圍內(nèi)的任何許可頻率進(jìn)行工作。

● 標(biāo)準(zhǔn)必須能夠理解三種不同的調(diào)制方案: 雙邊帶－振幅移位鍵控法（DB-ASK）、單邊帶－振幅移位鍵控法（SS-ASK）和反相－振幅移位鍵控法（PR-ASK）。閱讀器將根據(jù)政府無(wú)線(xiàn)電法規(guī)，確定使用哪種調(diào)制方案。

● 標(biāo)準(zhǔn)必須能夠具有幾種不同的傳輸速率即數(shù)據(jù)速率: 80kbits、160kbits、320kbits和640kbits。閱讀器負(fù)責(zé)決定使用哪種速度。相比之下，第一代協(xié)議的傳輸速率在70kbits到149kbits之間。從理論上來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)速率較高的第二代技術(shù)有望加快標(biāo)簽讀取速度。但實(shí)際上，原始傳輸速率以外的其他眾多因素影響著實(shí)際讀取速率。數(shù)據(jù)速率較高有時(shí)會(huì)導(dǎo)致可靠性較低。

● 第二代標(biāo)簽支持長(zhǎng)達(dá)256位的電子產(chǎn)品編碼（EPC），而第一代標(biāo)簽支持最多96位的電子產(chǎn)品編碼。

● 第二代包括了支持“密集詢(xún)問(wèn)器信道化信令”（dense-interrogator channelized signaling）的方法。密集詢(xún)問(wèn)器信道化信令有時(shí)名為“密集閱讀器模式”（dense reader mode），該方法通過(guò)減小閱讀器信號(hào)“淹沒(méi)”標(biāo)簽響應(yīng)信號(hào)的可能性，從而竭力減少EPC閱讀器之間的干擾。這種模式旨在用于多個(gè)閱讀器在同時(shí)使用的位置。對(duì)閱讀器生產(chǎn)廠(chǎng)商來(lái)說(shuō)，實(shí)施規(guī)范的這部分機(jī)制是非強(qiáng)制性的。實(shí)際性能同樣取決于許多因素，其中包括來(lái)自其他設(shè)備的外部干擾，譬如超高頻無(wú)繩電話(huà)、工業(yè)設(shè)備以及原有的超高頻無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)設(shè)備。

從第二代規(guī)范文檔可以得出最明顯的一個(gè)結(jié)論是，對(duì)RFID而言，第二代好比是“多方菜單”。譬如說(shuō)，多種調(diào)制方案提供了許多不同的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)同一功能，即接收來(lái)自標(biāo)簽的數(shù)據(jù)。規(guī)范還提供了許多可選命令以及特定廠(chǎng)商的定制命令。要做到與規(guī)范完全兼容，標(biāo)簽必須提供全部菜單。另一方面，閱讀器只要確定在某種通信環(huán)境下標(biāo)簽應(yīng)當(dāng)使用哪種調(diào)制方案和數(shù)據(jù)速率，就能夠從這些選項(xiàng)當(dāng)中進(jìn)行挑選。由于眾多原因，包括在眾多最終用戶(hù)應(yīng)用下獲得良好性能，想在有外部干擾的情況下有效使用，閱讀器就可能會(huì)在這些眾多選項(xiàng)當(dāng)中動(dòng)態(tài)選擇，以適應(yīng)每個(gè)具體環(huán)境。這就是為什么把第二代EPC標(biāo)準(zhǔn)稱(chēng)為“多協(xié)議協(xié)議”。

第二代EPC標(biāo)準(zhǔn):“多協(xié)議”協(xié)議

第二代EPC標(biāo)準(zhǔn)面臨的變數(shù)比其他任何RFID標(biāo)簽都大得多。它對(duì)基本通信協(xié)議采用的“多方菜單”方法是其中的一個(gè)重要方面，但也存在其他因素。譬如說(shuō)，不同的標(biāo)簽廠(chǎng)商對(duì)規(guī)范的理解會(huì)略有不同。由于生產(chǎn)計(jì)劃或成本方面的限制，有些廠(chǎng)商可能僅僅實(shí)施部分選項(xiàng)。有些廠(chǎng)商會(huì)添加專(zhuān)有的“擴(kuò)展功能”。有些標(biāo)簽會(huì)有兩根天線(xiàn)，而另一些標(biāo)簽只有一根天線(xiàn)。即便標(biāo)準(zhǔn)是由同一家廠(chǎng)商生產(chǎn)的，一段時(shí)間過(guò)后也會(huì)帶來(lái)不同情況，有些是因?yàn)槌杀净蛘呱a(chǎn)能力帶來(lái)的設(shè)計(jì)變化，有些則因?yàn)樵噲D提供更好的性能。

雖然兼容性測(cè)試及遵守規(guī)范將為不同的“第二代”標(biāo)簽提供基本的互操作性，但RFID閱讀器可能需要以不同方式來(lái)處理每種不同情況，才能獲得最佳性能，另外要考慮到這一點(diǎn)——混合使用的第二代標(biāo)簽來(lái)自不同廠(chǎng)商。角逐第二代標(biāo)簽市場(chǎng)的標(biāo)簽廠(chǎng)商達(dá)到了空前數(shù)量，這意味著宣布與“第二代”兼容本身也許保證不了所有標(biāo)簽都有最佳的甚至是可接受的性能。

在第二代標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)之前，RFID行業(yè)之前從來(lái)沒(méi)有看到支持一種平臺(tái)的這種程度。真正的互兼容性需要對(duì)RFID基礎(chǔ)設(shè)施采用有細(xì)微差別的方案。情況可能相差很大，這意味著，購(gòu)買(mǎi)RFID閱讀器要是稍有失誤，就會(huì)給系統(tǒng)集成商和最終用戶(hù)帶來(lái)重大的、不可預(yù)知的問(wèn)題。

特別的芯片級(jí)特性: 更高的比特率

第二代標(biāo)準(zhǔn)的一項(xiàng)新特性就是速度或數(shù)據(jù)傳輸速率（即“比特位”）高于第一代標(biāo)簽。與第一代標(biāo)簽相比，第二代標(biāo)簽?zāi)軌蛞愿哌_(dá)8倍的速度發(fā)送數(shù)據(jù)、響應(yīng)命令。從理論上來(lái)說(shuō)，這種更高的比特率每秒可以讀取更多數(shù)量的標(biāo)簽。然而在實(shí)際環(huán)境中，比特率的提高并不意味著每秒讀取標(biāo)簽的速度也會(huì)相應(yīng)提高，因?yàn)檩^高速度勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤率較高、對(duì)噪聲更加敏感，而較長(zhǎng)的電子產(chǎn)品編碼（長(zhǎng)達(dá)256位）也會(huì)耗用部分額外通信容量。

可以把這種情況比成購(gòu)買(mǎi)較高車(chē)速的汽車(chē)并不能保證你上下班所用時(shí)間比較短——總的上下班時(shí)間完全取決于外部因素，譬如交通和公路狀況。標(biāo)簽數(shù)據(jù)速率與標(biāo)簽讀取速率也是如此。在許多情況下，第二代讀取標(biāo)簽的速度可能高于第一代。但實(shí)際上的性能增加并沒(méi)有與第二代提高的更高數(shù)據(jù)速率直接成正比。而在某些情況下，最佳辦法也許就是: 為了確保通信的可靠性，閱讀器通過(guò)較低的數(shù)據(jù)速率傳輸。

特別的芯片級(jí)特性: 密集閱讀器模式

第二代標(biāo)準(zhǔn)的另一項(xiàng)新特性就是密集閱讀器模式。密集閱讀器模式旨在避免閱讀器對(duì)標(biāo)簽響應(yīng)的干擾，其辦法就是保留政府批準(zhǔn)的無(wú)線(xiàn)電頻率的某些小部分供標(biāo)簽使用。因?yàn)闃?biāo)簽在通信時(shí)信號(hào)強(qiáng)度比閱讀器弱得多，所以這有助于標(biāo)簽在有多個(gè)閱讀器在近距離使用的情形下正常工作。

不過(guò)，密集閱讀器模式不是解決許多閱讀器在近距離工作時(shí)可能產(chǎn)生的每個(gè)問(wèn)題的靈丹妙藥。造成干擾有幾個(gè)重要因素，不是每個(gè)因素都可以由密集閱讀器模式所能解決的。這包括以下幾個(gè)方面的原因。

RFID閱讀器以外的其他設(shè)備可能在超高頻頻譜上面或者附近工作。這些設(shè)備可以隨意跳轉(zhuǎn)到由標(biāo)簽使用的信道，因?yàn)闀?huì)“淹沒(méi)”標(biāo)簽信號(hào)。譬如說(shuō)，美國(guó)允許免許可證的FCC Part 15設(shè)備在使用超高頻頻譜方面具有同樣的優(yōu)先級(jí)，譬如RFID閱讀器、無(wú)繩電話(huà)、無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)設(shè)備和工業(yè)設(shè)備等。只要最終用戶(hù)場(chǎng)地哪怕有一個(gè)非RFID設(shè)備，也會(huì)部分或者全部抵消密集閱讀器模式的潛在好處，因?yàn)榉荝FID設(shè)備極可能不遵守為了確保密集閱讀器模式發(fā)揮功效所需的信道化方案。

不是所有的第二代RFID閱讀器都支持密集閱讀器模式。密集閱讀器模式是第二代規(guī)范的非強(qiáng)制性部分。只要有一個(gè)非密集閱讀器模式的RFID閱讀器也會(huì)淹沒(méi)標(biāo)簽響應(yīng)信號(hào)，抵消密集閱讀器模式的潛在好處，譬如手持閱讀器、超高頻有源標(biāo)簽系統(tǒng)或者傳統(tǒng)的專(zhuān)有RFID系統(tǒng)。

無(wú)源RFID標(biāo)準(zhǔn)如第二代標(biāo)簽是寬頻帶反向散射（broadband backscatter）裝置。正因?yàn)槿绱耍鼈冊(cè)趹?yīng)答某個(gè)閱讀器對(duì)某個(gè)頻譜的詢(xún)問(wèn)時(shí)，實(shí)際上同時(shí)對(duì)所有頻率上的響應(yīng)進(jìn)行調(diào)制。只要在響應(yīng)標(biāo)簽的有效距離之內(nèi)，任何閱讀器都能夠獲得這種反向散射調(diào)制信號(hào)，這會(huì)導(dǎo)致干擾，甚至是在比有效讀取標(biāo)簽的距離遠(yuǎn)得多的地方也會(huì)有干擾。因而，對(duì)所有附近的閱讀器來(lái)說(shuō)，某個(gè)閱讀器讀取的所有標(biāo)簽都是潛在的干擾發(fā)生器。這種效應(yīng)在成排成排的倉(cāng)庫(kù)裝卸平臺(tái)門(mén)口等環(huán)境下特別明顯: 其中的大量標(biāo)簽由大量閱讀器來(lái)詢(xún)問(wèn)，所有閱讀器和標(biāo)簽都在近距離工作。

最重要的是，正如自動(dòng)識(shí)別中心主任Daniel Engels博士撰寫(xiě)的幾篇文章中指出的那樣，除了充當(dāng)寬頻帶反向散射“傳送器”外，標(biāo)簽還是“寬頻帶接收器”——標(biāo)簽對(duì)閱讀器所用的信道一無(wú)所知。標(biāo)簽上的接收器好比是晶體管收音機(jī)，原因在于選擇頻譜的能力完全受制于標(biāo)簽天線(xiàn)的特性。實(shí)際上這由第二代規(guī)范來(lái)執(zhí)行，因?yàn)榈诙?guī)范要求標(biāo)簽在860MHz到960MHz之間工作。因而，閱讀器工作在密集閱讀器模式下時(shí)，某個(gè)特定標(biāo)簽會(huì)接收到有效距離內(nèi)的所有閱讀器同時(shí)傳送的所有信號(hào)。這是當(dāng)前一代RFID存在的根本性問(wèn)題，最有效的解決辦法就是采用準(zhǔn)確的、基于時(shí)間的閱讀器同步機(jī)制。該機(jī)制旨在防止兩個(gè)閱讀器試圖同時(shí)與同一個(gè)標(biāo)簽通信。正因?yàn)槿绱?，基于時(shí)間的閱讀器同步機(jī)制是管理密集閱讀器環(huán)境的最重要的方法。遺憾的是，第二代密集閱讀器模式?jīng)]有克服第二代標(biāo)簽上寬頻帶接收器的這個(gè)重大缺點(diǎn)。

密集閱讀器模式應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是向工作于密集閱讀器環(huán)境邁出的頭一步，但它不是克服如今無(wú)源RFID技術(shù)的局限因素的萬(wàn)靈藥。密集閱讀器環(huán)境的根本問(wèn)題（包括標(biāo)簽的寬頻帶傳輸和接收）仍有待將來(lái)的幾代無(wú)源RFID技術(shù)加以解決。

超越第二代EPC

EPC Class結(jié)構(gòu)

EPC標(biāo)簽Class結(jié)構(gòu)常常被人誤解。Class與“代”不是同一回事。Class描述的是標(biāo)簽的基本功能——譬如說(shuō)它里面有沒(méi)有內(nèi)存或者電池。代指的是標(biāo)簽規(guī)范的主要版本號(hào)。通常所說(shuō)的第二代EPC其全名實(shí)際上是第二代EPC Class Ⅰ，這表明該規(guī)范是指規(guī)范的第二個(gè)主要版本，針對(duì)擁有一次寫(xiě)入內(nèi)存的標(biāo)簽。

Class Ⅰ規(guī)范擬訂后，Class 0才被添加到第一代系統(tǒng)里面，作為上圖描述的過(guò)程的一部分。

Class Ⅰ標(biāo)簽（第二代標(biāo)簽就是個(gè)例子）含有一次寫(xiě)入內(nèi)存，用于保存電子產(chǎn)品編碼。Class Ⅱ標(biāo)簽添加了可以定期改變的內(nèi)存，用于保存額外數(shù)據(jù)——譬如來(lái)自?xún)?nèi)置傳感器的數(shù)據(jù)。Class Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)添加了電池，以便延長(zhǎng)讀取標(biāo)簽的距離、提高可靠性，但基本上屬于無(wú)源反向散射標(biāo)簽。Class Ⅳ標(biāo)簽實(shí)際上是可與其他Class Ⅳ標(biāo)簽和閱讀器通信的有源標(biāo)簽。Class Ⅴ標(biāo)簽其實(shí)根本不是什么標(biāo)簽，實(shí)際上是無(wú)線(xiàn)聯(lián)網(wǎng)閱讀器。

EPC Class結(jié)構(gòu)的目的就是為了提供一種模塊化結(jié)構(gòu)，涵蓋一系列眾多的可能類(lèi)型的標(biāo)簽功能。譬如說(shuō)，電池供電型標(biāo)簽的通信協(xié)議應(yīng)當(dāng)與沒(méi)有電池的標(biāo)簽的協(xié)議相同，只是增加了支持電池的必要命令。這就保持了協(xié)議的簡(jiǎn)單化。如果電池供電型標(biāo)簽上的電池出故障或者失效，標(biāo)簽就完全類(lèi)似沒(méi)有電池的標(biāo)簽，對(duì)最終用戶(hù)來(lái)說(shuō)仍具有一些實(shí)用功能。這種模塊化思想在理論上遠(yuǎn)比實(shí)際上來(lái)得簡(jiǎn)單——然而技術(shù)往往會(huì)不斷融合，而且EPC業(yè)界也渴望提供模塊化、多功能的標(biāo)簽協(xié)議堆棧。這就給閱讀器基礎(chǔ)設(shè)施必須能夠適用的眾多標(biāo)簽添加了另一個(gè)變數(shù)。鑒于第二代Class Ⅱ消除了Class 0和Class Ⅰ間的差異，可能會(huì)出現(xiàn)的下一步就是給系統(tǒng)添加電池標(biāo)簽。這可能具體表現(xiàn)為第二代Class Ⅲ標(biāo)簽——它也許為全新一代的產(chǎn)品指明出路。

推動(dòng)第三代發(fā)展的因素

EPC系統(tǒng)不會(huì)到了第二代就停止前進(jìn)的步伐。由于廠(chǎng)商互相競(jìng)爭(zhēng)，而用戶(hù)在降低成本、增加功能方面變得更精明、要求更高，第二代標(biāo)準(zhǔn)有望造就的RFID大眾化市場(chǎng)應(yīng)當(dāng)會(huì)引發(fā)新的創(chuàng)新浪潮。與第一代EPC標(biāo)準(zhǔn)的情況一樣，這些競(jìng)爭(zhēng)壓力很快就會(huì)帶來(lái)第二代規(guī)范所沒(méi)有的思想和發(fā)明。現(xiàn)階段看來(lái)，EPC標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)小組極可能會(huì)在2006年底或2007年初開(kāi)發(fā)第三代標(biāo)簽。正如第一代向第二代轉(zhuǎn)型時(shí)發(fā)生的那樣，大獲成功的第二代老牌廠(chǎng)商會(huì)抵制這種轉(zhuǎn)型，而很晚進(jìn)入EPC市場(chǎng)的企業(yè)家、新興公司和大公司會(huì)踴躍參與。勢(shì)頭只會(huì)越來(lái)越猛，到2008年或者 2009年左右，第三代標(biāo)簽將會(huì)出現(xiàn)，再次開(kāi)始刮起又一輪創(chuàng)新浪潮。RFID閱讀器也必須準(zhǔn)備好迎接這些變化。