Bluetooth VS WiFi VS Zigbee: Яка бездротова технологія краще

Бездротова техніка – це в моді сьогодні! Від Bluetooth до WiFi до Zigbee, у нас є більше способів «розмовляти» з нашими гаджетами’ один одному. Але з усіма цими доступними варіантами підключення, як людина має вибрати? Не хвилюйтеся, Я тут, щоб пояснити відмінності між Bluetooth, Wi-Fi, і Zigbee, щоб ви могли вибрати найкраще для своїх потреб. Робіть все, що хочете – використовувати бездротовий зв’язок із навушниками, налаштувати систему розумний дім, або просто безперешкодно підключайте пристрої. До кінця, такі терміни, як BLE і mesh-мережі, матимуть повний сенс. Давайте перейдемо до бездротового зв’язку та звільнимося від обмежувальних проводів!

Огляд Bluetooth, WiFi і Zigbee

Існує багато бездротових технологій малого радіусу дії, які використовуються для підключення сучасних пристроїв для створення локальних мереж. Bluetooth, Wi-Fi, і Zigbee є трьома загальними стандартами, що використовуються для бездротової локальної мережі (WLAN) підключення. Хоча всі забезпечують бездротову мережу малого радіусу дії, кожна технологія має різні можливості.

Що таке Bluetooth

Bluetooth — це бездротовий стандарт малого радіусу дії для підключення мобільних і стаціонарних пристроїв 10 метрів або менше. Він використовує технологію розширення спектра зі стрибками частоти в діапазоні 2,4 ГГц, щоб уникнути перешкод і завмирання.

Bluetooth створено для надійності, низька потужність, недорогі бездротові з'єднання. Він розвивався через кілька версій, покращуючи швидкість передачі даних до 3 Мбіт / с. Bluetooth з низьким енергоспоживанням (СТАЛИ) забезпечує наднизьке енергоспоживання для пристроїв IoT. Загалом, Bluetooth чудово підходить для бездротових з’єднань на короткій відстані між пристроями для аудіо, передача даних, і контрольні функції.

Що таке WiFi

Wi-Fi, скорочення від Wireless Fidelity, забезпечує високошвидкісний бездротовий Інтернет і доступ до мережі за допомогою радіохвиль. Він працює на радіодіапазонах 2,4 ГГц і 5 ГГц і може досягати набагато вищої швидкості передачі даних, ніж Bluetooth.

За допомогою бездротового маршрутизатора або точки доступу, WiFi використовується для зручного бездротового доступу до Інтернету до 50 метрів. Без прямої видимості, WiFi зручний для підключення до Інтернету та інших пристроїв через точки доступу, які створюють бездротові локальні мережі (WLAN). WiFi чудово підходить для портативного бездротового доступу до Інтернету та спеціальної мережі.

Що таке Zigbee

Zigbee є малопотужним, протокол низької швидкості передачі даних. На основі IEEE 802.15.4 стандартний, Zigbee фокусується на простому, самоорганізовані сітчасті мережі між пристроями з низьким енергоспоживанням. Робота в різних неліцензійних радіодіапазонах, в тому числі 2.4 ГГц, Zigbee використовує модуляцію Direct Sequence Spread Spectrum для забезпечення надійної передачі даних до 100 метрів.

Зі швидкістю передачі даних до 250 кбіт / с, Zigbee підходить для періодичної або періодичної передачі невеликих пакетів даних. Звичайні програми Zigbee включають розумне освітлення, термостати, системи безпеки та інші прості пристрої IoT, які не вимагають високої пропускної здатності. Zigbee оптимізовано для мережевих пристроїв із низьким енергоспоживанням.

Bluetooth проти WiFi проти Zigbee: fпорівняння їжа за ознакою

Bluetooth, Wi-Fi, і Zigbee є різними стандартами бездротового зв'язку. Перегляд їх схожості та відмінностей може допомогти краще зрозуміти ці важливі протоколи.

Діапазони частот: Bluetooth працює в діапазоні ISM 2,4 ГГц, використовуючи 40 канали від 2402 МГц до 2480 МГц для Bluetooth Low Energy. WiFi використовує як спектр 2,4 ГГц, так і діапазон частот 5 ГГц, де доступні діапазони спектру залежать від країни. Як Bluetooth, Zigbee використовує діапазон ISM 2,4 ГГц, конкретно 16 канали від 2405 МГц до 2480 МГц.

Швидкість передачі даних: WiFi6 пропонує значно вищу максимальну швидкість передачі даних до 9,6 Гбіт/с із найновішим стандартом 802.11ax. В порівнянні, Bluetooth 5 підтримує 2 Мбіт/с для версій Classic і BLE, тоді як Zigbee досягає 250 Кбіт/с. Однак, Zigbee виділяється як оптимізоване рішення з низьким енергоспоживанням.

Діапазон: Bluetooth має типовий радіус дії до 100 метрів. WiFi розширює діапазон приблизно до 50 м у приміщенні та 100 м на вулиці для мереж 2,4 ГГц. Zigbee має діапазон покриття приблизно 10-100 м для розумного дому та сенсорних мереж. Максимальний діапазон залежить від таких факторів, як середовище, вихідна потужність, посилення антени, тощо.

Споживання енергії: Bluetooth і Zigbee підкреслюють низьке енергоспоживання, що робить їх ідеальними для пристроїв, що живляться від батареї. Енергоефективність є ключовим пріоритетом дизайну для BLE. Zigbee використовує сплячі вузли для економії енергії в сітчастих мережах. Wi-Fi споживає більше енергії для високої пропускної здатності, але покращився для використання Інтернету речей.

Точність: Базовий Bluetooth забезпечує точність на основі близькості шляхом оцінки потужності сигналу. WiFi і Zigbee покращують це завдяки використанню трилатерації з кількома точками доступу для точного визначення розташування пристрою. Bluetooth 5 вводить нові можливості точності через кут прибуття (AOA), час польоту (TOF) вимірювань, і маяки розташування для досягнення високої точності.

Топологія мережі: Bluetooth використовує зіркову топологію, коли всі пристрої підключаються безпосередньо до центрального пристрою. Він також може формувати спеціальні з’єднання «точка-точка» між двома пристроями. Мережі WiFi зазвичай використовують топологію «точка-концентратор» із пристроями, які підключаються до центральної точки доступу. Також можливі мережі Ad-hoc, де пристрої підключаються безпосередньо однорангово. Zigbee підтримує сітку, зірка, і деревоподібні мережеві топології. Mesh-мережі дозволяють гнучку маршрутизацію, тоді як зіркові мережі мають центрального координатора.

Вартість: Bluetooth має низьку вартість обладнання, оскільки він інтегрований у більшість сучасних пристроїв. Експлуатаційні витрати також низькі, оскільки він споживає мало енергії. Вартість апаратного забезпечення WiFi середня, оскільки чіпи та точки доступу дорожчі, ніж радіостанції Bluetooth. Експлуатаційні витрати вищі через високе енергоспоживання. Zigbee прагне до недорогого простого обладнання, що робить його дешевшим, ніж WiFi. Експлуатаційні витрати також низькі завдяки оптимізованій роботі з низьким енергоспоживанням.

Пплюси та мінуси Bluetooth, Wi-Fi, і Зігбі

Особливості WiFi, Bluetooth, і Zigbee може призвести до різних переваг і обмежень для кожної бездротової технології. І їхні відмінні можливості призводять до певних плюсів і мінусів.

Плюси Bluetooth

• Низьке споживання енергії: Пристрої Bluetooth працюють від акумуляторів довше завдяки меншому споживанню енергії порівняно з WiFi.
• Безпечна передача: Bluetooth використовує протоколи шифрування даних для безпечної передачі інформації між пристроями.
• Широка сумісність: Bluetooth підтримується багатьма типами пристроїв, наприклад телефонами, колонки, навушники, що полегшують підключення.

Мінуси Bluetooth

• Обмежений асортимент: Типовий 10-100 метровий діапазон Bluetooth обмежує його використання з’єднаннями на короткі відстані.
• Обмеження швидкості: Швидкість передачі даних через Bluetooth значно нижча порівняно з Wi-Fi.
• Схильний до перешкод: Bluetooth чутливий до перешкод від інших пристроїв Bluetooth, а також від деякої електроніки.

Плюси WiFi

• Висока швидкість передачі даних: Wi-Fi, з його високою пропускною здатністю, забезпечує швидке завантаження, потокове передавання та доступ до мережі.
• Гнучкість і мобільність: Користувачі можуть отримати доступ до мережі будь-де в межах зони покриття бездротового сигналу та пересуватися, залишаючись на зв’язку.
• Легко встановити: Локальну мережу можна налаштувати, встановивши одну або кілька точок доступу, що охоплюють всю область.
• Легке визначення несправності: Несправні пристрої в бездротовій мережі легко визначити та замінити, щоб відновити з’єднання.

Мінуси WiFi

• Владолюбство: WiFi споживає більше енергії порівняно з Bluetooth і Xigbee, які можуть швидше розряджати акумулятори.
• Погіршення сигналу: Стіни та перешкоди можуть послабити сигнали Wi-Fi, зменшивши з’єднання.
• Установка головного болю: Для мереж WiFi потрібні паролі, імена, і налаштування нових пристроїв, що може бути громіздким.

Плюси Zigbee

• Надзвичайно низьке енергоспоживання: Оптимізоване енергоспоживання Zigbee забезпечує ефективну передачу невеликих пакетів.
• Mesh мережа: Пристрої Zigbee можуть передавати дані на великі відстані через проміжні вузли мережі.
• Вбудований захист: Zigbee містить протоколи шифрування та автентифікації для захисту даних під час передачі.

Мінуси Zigbee

• Низька швидкість передачі даних: Zigbee має набагато нижчу максимальну швидкість передачі даних порівняно з WiFi та Bluetooth.
• Менша екосистема: Існує менше сумісних пристроїв і платформ, які працюють із Zigbee, порівняно з іншими.

Різні варіанти використання Bluetooth, WiFi і Zigbee

Bluetooth розширився від свого походження до бездротового потокового аудіо та передачі даних, щоб стати життєво важливою технологією підключення IoT. З розвитком сітчастої мережі BLE і Bluetooth, Bluetooth тепер забезпечує зв’язок між пристроями розумного будинку, носіння та фітнес-трекери, маяки для розташування в приміщенні і навігація, датчики промислової автоматизації, і більше. Проте потокове аудіо та передача даних на короткій відстані між такими пристроями, як смартфони, залишаються основними випадками використання Bluetooth.

WiFi в основному використовується для бездротової локальної мережі, щоб забезпечити підключення до Інтернету та доступ до мережі в таких місцях, як будинки, офісів, і громадські гарячі точки. Завдяки високій пропускній здатності та швидкості передачі даних, Wi-Fi добре працює для потокового відео, голосові дзвінки, завантаження великих файлів, та інші програми з високою пропускною здатністю. Однак, високі вимоги до потужності обмежують його придатність для пристроїв IoT з живленням від батареї. Тоді як мережі WiFi можуть охоплювати цілі будівлі, радіус дії одного маршрутизатора обмежений. Тим не менше, для локальних додатків IoT, які потребують передачі великих обсягів даних без обмежень по потужності, WiFi залишається відмінним вибором, особливо зі збільшенням швидкості нових стандартів, таких як WiFi 6.

Zigbee оптимізовано для низької потужності, системи моніторингу та управління низькою швидкістю передачі даних. Завдяки можливостям сітчастої мережі, Zigbee зазвичай використовується для домашньої автоматизації, підключення пристроїв, таких як розумні світильники, термостати, замки, та інші пристрої, які потребують локального зв’язку без високої пропускної здатності. Протокол також використовується в мережах промислового керування та сенсорних мережах, які потребують бездротового зв’язку малої дальності. Однак, сітчасті мережі краще підходять для локалізованих середовищ, де вузли розподілені рівномірно, а не великі чи складні об’єкти.

Bluetooth проти WiFi проти Zigbee: що вибрати для кращого зв'язку

Для простого сполучення пристроїв і бездротового зв’язку на невеликій відстані, Bluetooth є найбільш підходящим протоколом. З низьким енергоспоживанням Bluetooth, невеликі обсяги даних можна обмінювати бездротовим способом між розумними пристроями, як-от переносними пристроями та смартфонами, за дуже низької потужності. Маяки BLE також використовуються для внутрішнього позиціонування та послуг на основі близькості.

Для розумних домашніх пристроїв, таких як освітлення, замки, і пристрої, які повинні передавати дані локально без високої пропускної здатності, Мережева мережа Zigbee і низьке енергоспоживання роблять його оптимальним вибором. Радіус дії Zigbee до 100 м достатній для середнього будинку.

WiFi не ідеальний для компактних пристроїв, пристроїв IoT з живленням від батареї через його вищі вимоги до потужності. Але для додатків IoT, які потребують передачі великих обсягів даних через локальну бездротову мережу, WiFi забезпечує високу швидкість передачі даних, необхідну для відео, голос, і надійна мережа.

Підсумовуючи, BLE підходить для носіїв малої потужності та маяків, Zigbee чудово підходить для домашньої та промислової автоматизації, а Wi-Fi найкраще працює для високопродуктивної локальної мережі передачі даних IoT. Розгляд конкретних потреб підключення та обмежень пристрою допомагає вибрати правильний протокол і Виробники IoT.

Поширені запитання про Bluetooth, Wi-Fi, і Zigbee

Q1: Яка різниця між Bluetooth і WiFi?

Bluetooth призначений для бездротового зв’язку малого радіусу дії, тоді як WiFi забезпечує бездротову локальну мережу більшого радіусу дії. Bluetooth споживає менше енергії, що робить його придатним для пристроїв, що живляться від батареї. WiFi забезпечує більш високу швидкість передачі даних.

Q2: Що таке Bluetooth 5 і які покращення він забезпечує?

Bluetooth 5 це остання версія Bluetooth. Це вчетверо збільшує діапазон, подвоює швидкість, і збільшує пропускну здатність широкомовних повідомлень на 800% порівняно з Bluetooth 4.2. Це дозволяє швидше обмінюватися даними на великі відстані.

Q3: У чому перевага сітчастих мереж Bluetooth?

Сітка Bluetooth дозволяє окремим пристроям Bluetooth опосередковано спілкуватися через «сітку» з’єднання. Це розширює діапазон мереж Bluetooth, зберігаючи при цьому низьку енергію та усуваючи потребу у шлюзах.

Q4: Чи можуть Zigbee і WiFi працювати разом?

Так, Zigbee і WiFi можуть доповнювати один одного в одній мережі. Wi-Fi забезпечує ширше покриття мережі з високою швидкістю передачі даних, тоді як Zigbee забезпечує низьке енергоспоживання для окремих пристроїв. Два протоколи можуть бути інтегровані через концентратор або шлюз.

Q5: Bluetooth проти. WiFi проти. Зігбі: Що краще для пристроїв розумного будинку?

Багато пристроїв розумного дому використовують різні стандарти бездротового зв’язку. Прості аксесуари, такі як розумні світильники, можуть використовувати Zigbee або Bluetooth. Пристрої, яким потрібна більша пропускна здатність, наприклад камери безпеки, часто використовують Wi-Fi. Деякі пристрої підтримують кілька стандартів.