M2M 통신을 위한 ZigBee 대 WiFi 전투

이것은 M2M 무선 기술에 대한 시리즈의 4부입니다. 관심이 있으시면 여기에서 다른 기사를 살펴보십시오. IoT 애플리케이션을 시작(또는 개선)하기 위해 무선 기술을 선택하려는 기업을 위해 이 시리즈를 작성하고 있습니다. 오늘 우리는 Zigbee와 WiFi를 비교하고 대역폭, 범위 및 전력 소비와 같은 몇 가지 기본적인 절충안에 따라 권장 사항을 제시할 것입니다.

ZigBee 설명

ZigBee 기술은 매우 적은 전력을 소비하면서 짧은 거리에서 소량의 데이터를 전송하도록 설계되었습니다. WiFi와 달리 메시 네트워킹 표준으로 네트워크의 각 노드가 서로 연결되어 있습니다. 즉, 라우터와 엔드포인트에만 의존할 필요가 없습니다. 스마트 미터 블로그 게시물에서 이야기한 Nest 온도 조절기와 같이 ZigBee 칩을 사용하는 몇 가지 일반적인 가정용 제품이 있습니다.

그러나 ZigBee 메시 네트워크에는 상호 운용성 문제가 있습니다. 이것이 의미하는 바는 ZigBee 프로필이 서로 간섭할 수 있다는 것입니다. 따라서 Wi-Fi와 달리 ZigBee 칩이 탑재된 두 대의 기기가 있으면 서로 작동하지 않을 수 있습니다.

이 기술은 또한 1MHz의 낮은 채널 대역폭을 가지고 있습니다. 무선 개인 영역 네트워크(WPAN)로 제한되며 일반적인 애플리케이션의 경우 평균 10~30미터에 도달합니다. ZigBee의 데이터 전송 속도도 WiFi보다 느립니다. 최대 속도는 WiFi가 제공하는 최저 속도보다 훨씬 낮은 250kbps에 불과합니다.

ZigBee 배터리 수명

ZigBee의 최고의 품질은 낮은 전력 소모율과 배터리 수명입니다. 프로토콜은 "조립 후 잊어버리기"로 설계되었습니다. 즉, 한 번 설정하면 몇 달 동안 지속될 수 있습니다.

WiFi 설명

WiFi는 제한된 범위 내에서 인터넷 액세스를 제공하는 근거리 통신망(LAN)입니다. 홈 네트워크로 사용하는 것과 대부분의 공공 장소(예:커피숍 및 공항)에서도 제공하는 것입니다. WiFi는 하나의 중앙 허브가 있고 모든 노드 또는 장치가 여기에 연결되는 스타 네트워크입니다. 이 스타 토폴로지를 사용하면 나머지 네트워크에 영향을 주지 않고 장치를 쉽게 추가하거나 제거할 수 있습니다.

대역폭은 최대 2MHz로 높기 때문에 휴대전화나 태블릿에서 음악을 스트리밍하고 이메일을 확인하는 데 적합합니다. 그러나 단점은 신호가 강하고 액세스 포인트에 가까울 때만 작동한다는 것입니다. 평균 범위는 30~100미터입니다.

또 다른 문제는 전력 효율적인 네트워크가 아니라는 것입니다. 아시다시피 WiFi 기반 장치는 일반적으로 약 10시간 동안 지속되므로 매일 스마트폰을 충전해야 합니다. 따라서 M2M 애플리케이션에 원격 위치에 있는 센서가 포함된 경우 이는 옵션으로 제공되지 않습니다.

Wi-Fi는 ZigBee보다 빠르지 만 데이터 전송과 관련하여 속도의 변화를 보여줍니다. 802.11b 표준에 따라 정의된 네트워크의 최대 전송 속도는 11mbps인 반면, 다른 버전(예:a 및 g)의 최대 전송 속도는 54mbps입니다. 이것은 일부 사람들이 다른 사람들보다 더 빠른 WiFi를 사용하는 이유를 설명합니다. 표 1은 각 WiFi 표준의 최대 데이터 전송률과 주파수 및 대역폭을 보여줍니다.

802.11ah

가정 및 건물 자동화를 위한 비면허 900MHz 대역의 새로운 WiFi 표준인 802.11ah가 올해 말 시장에 출시될 예정입니다. 이것은 이 대역에서 이미 확립된 다른 프로토콜인 ZigBee와 경쟁할 것입니다. WiFi AH는 1MHz 대역에서 150kbits/s의 처리량에서 8MHz 대역에서 최대 40mbits/s까지 다양한 옵션을 지원하는 것을 목표로 합니다. 또한 802.11n 제품보다 50% 더 긴 거리를 커버할 것으로 예상됩니다. 여기와 여기에서 자세히 알아볼 수 있습니다.

그럼 ZigBee 대 WiFi 전투의 승자는?

구축하려는 M2M 또는 IoT 애플리케이션에 따라 전적으로 다릅니다. 그러나 일반적으로 말하면 M2M 통신에서는 어느 쪽도 이기지 못합니다. 설명하겠습니다.

WiFi 및 ZigBee 전력 소비 비교

WiFi와 ZigBee는 모두 긍정적인 특성을 가지고 있지만 분명히 단점이 있습니다. WiFi로 대역폭에서 얻은 것은 배터리 전력 및 범위에서 손실되고 ZigBee의 배터리 수명으로 얻은 것은 ZigBee로 범위 및 대역폭에서 손실됩니다. 따라서 링크 예산을 기반으로 한 모든 결정과 마찬가지로 트레이드오프를 이해하는 것이 중요합니다.

전력 소비에 대해 구체적으로 말하면 ZigBee 기반 네트워크는 일반적으로 WiFi 네트워크 전력의 25%를 소비합니다. ZigBee의 배터리 수명은 WiFi에 비해 큰 장점이며 엔드포인트가 배터리로 실행되는 경우 강력하게 고려해야 합니다.

이것이 바로 우리가 새로운 프로토콜을 구축한 이유입니다. 교향곡 링크 , 이것이 우리가 이 포스트를 쓰는 이유이기도 합니다. ZigBee와 WiFi를 비교하려는 경우 실제로 Symphony Link가 필요할 수 있습니다. Symphony Link는 ZigBee와 같은 메시 네트워크를 사용하는 대신 WiFi와 같은 스타 토폴로지를 사용하지만 이제는 ZigBee 기술도 WiFi도 할 수 없는 대용량으로 장거리를 커버할 수 있습니다. 더 큰 광역 IoT 게이트웨이는 낮은 전력 소비를 활용하면서 200,000개의 연결(WiFi 터짐)을 모두 지원할 수 있습니다.