Различия между Z-Wave и Zigbee

Различия между Z-Wave и Zigbee

от -
6175

ZWave-vs-ZigBee

В этой статье рассматривается сравнение двух протоколов ZigBee и Z-wave. Они считаются самыми раскрученными протоколами для беспроводной связи разных устройств для «умного дома». Я собрал данные из разных источников в основном это wiki, habrahabr и др. Статья не претендует на оригинальность. Плюсы протокола ZigBee не дописаны.

Zigbee

Спецификация сетевых протоколов верхнего уровня основана на стандарте IEEE 802.15.4 Xbee — это бренд, беспроводные модули для коммуникации с использованием разных протоколов (Zigbee, Wi-Fi, BlueTooth и т.д.)

Существуют три основных типа устройств, в Zigbee-сетях устройства могут выполнять одну из следующих ролей:

  • Координатор – может быть только один в сети, никогда не спит.
  • Роутер – может быть много в сети, никогда не спит, служит узловой точкой и может выполнять функции оконечного устройства.
  • Оконечное устройство – чаще всего кормится от автономного источника питания, в этом случае львиную долю времени дрыхнет, периодически просыпаясь и пингуя своего хозяина (роутера или координатора) и проверяя, нет ли для него сообщений. Может выполнять мелкую работу дергать ногами или семплить входы.

Плюсы Zigbee:

  • ZigBee работает в диапазоне частот 2.4 ГГц (как и технология WiFi, но в ZigBee возможно использование разных каналов)
  • Масштабируем и расширяем в любой момент новыми устройствами.
  • Может быть построен с помощью программного обеспечения с открытым исходным кодом.
  • Шифрование трафика.
  • Поддержка mesh-сети.
  • 802.15.4 радио имеет определенное преимущество в условиях «зашумленной» среды, т.к. здесь используется более современная техника модуляции и передача сигналов с расширенным спектром.
  • Не требует сертификации частот для использования устройств на основе ZigBee.

Z-Wave

Это беспроводная радио технология, разработанная специально для дистанционного управления. В отличие от Wi-Fi и других IEEE 802.11 стандартов передачи данных, предназначенных в основном для больших потоков информации, Z-Wave работает в диапазоне частот до 1 ГГц и оптимизирована для передачи простых управляющих команд (например, включить/выключить, изменить громкость, яркость и т. д.). Выбор низкого радиочастотного диапазона для Z-Wave обуславливается малым количеством потенциальных источников помех (в отличие от загруженного диапазона 2,4 ГГц, в котором приходится прибегать к мероприятиям, уменьшающим возможные помехи от работающих различных бытовых беспроводных устройств — Wi-Fi, ZigBee, Bluetooth).

Существуют два основных типа устройств, определяемых протоколом Z-Wave:

  • Контроллеры — способны инициировать передачу, а также хранить информацию, связанную с сетевой маршрутизацией.
  • Подчиненные устройства — (Ведомые устройства) являются конечными устройствами с вводом-выводом общего назначения (GPIO) – тип устройств, которые просто выполняют запросы контроллера.

Это верно также и для ретрансляции сообщений – в полученных пакетах контроллер инструктирует определенное ведомое устройство, должно ли сообщение быть ретранслировано или нет.

Плюсы Z-Wave:

  • Многие устройства уже имеют поддержку этой сети (Mesh) и при включении они само интегрируются в неё например можно купить счетчик на воду выключатели света и главное управляющее устройство и всё это будет автоматически сконфигурировано без написания какого-либо кода.
  • Альянс Z-Wave задает единые команды для всех производителей Z-Wave устройств, из-за чего все устройства совместимы друг с другом.
  • Z-Wave работает в диапазоне частот до 1 ГГц
  • Гарантирует совместимость со всеми устройствами от разных производителей, имеющих соответствующий логотип Z-Wave.
  • Может быть построен с помощью программного обеспечения с открытым исходным кодом.
  • Масштабируем и расширяем в любой момент новыми устройствами.
  • 4,3 млрд. зашифрованных кодов безопасности для предотвращения клонирования. (шифрование трафика)
  • Поддержка mesh-сети.
  • Разделение Z-Wave сетей друг от друга используется идентификатор под названием Home ID.
  • Каждый узел в сети имеет Node ID.
  • Топология сети Z-Wave ячеистая, что позволяет избежать потери сигнала т.к. каждое устройство может быть как передающим так и принимающим сигнал.
  • Благодаря ограничению количества пересылок сообщений между узлами до 4-рех, Z-Wave может использовать простой механизм маршрутизации и снизить требования к оперативной памяти узла.

Минусы Z-Wave:

  • Чтобы получить доступ к документации Z-Wave я должен в начале приобрести developer’s kit.
  • Скорость: 9,6 кбит/с или 40 кбит/с, с полной совместимостью. (не возможно передавать Видео, Аудио, Изображения и т.д.)
  • Для решений где требуется более 30 устройств, Z-Wave начинает становиться более дорогим, чем кабельные системы.
  • Максимальное количество узлов в сети Z-Wave – 232 шт.

Сеть Z-Wave ZigBee (IEEE 802.15.4)
Преимущества Низкое  энергопотребление, простота использования Размеры сети, использование менее загруженных диапазонов частот
Частоты, ГГц 0,868 0,908 0,868 0,915 2,4
Количество каналов 1 1 1 10 16
Макс. скорость передачи данных (Кбит/сек) 9,6 20 40 250
Модуляция FSK, GFSK, Narrowband BPSK, O-QPSK, DSSS
Расстояние между узлами в помещении (вне помещения) 40 (60) 30 (100)
Многоканальность Отсутствует Да
Количество поставщиков ИС Один Много
Размер сети (количество узлов) 2^64
(возможно объединение сетей посредством шлюзов)
65536 (16 битные адреса), 2^64 (64 битные адреса)
Метод шифрования данных Отсутствует AES:128
Среда разработки От компании Zensys
(10 тыс. $)
Зависит от поставщика кристалла
Лицензия на стек протоколов Платная «Зашита» в кристалл
Топология сети «Многоячейковая сеть» «Точка-точка», «звезда», «дерево», «многоячейковая сеть»

comments powered by HyperComments