Любое устройство при подключении запоминает адрес координатора, ключи шифрования и адрес ближайшего роутера. Когда ему надо что-то послать, оно шлёт это на адрес роутера. Если роутер не ответил, то тогда ищет новый. Так что да, третий уровень там как бы есть, только без arp и вот этого всего. Ну или по крайней мере это не касается конечных батареечных устройств.