M2M通信のためのZigBee対WiFiバトル

これは、M2Mワイヤレステクノロジーに関するシリーズのパート4です。興味のある方は、こちらの他の記事をご覧ください。このシリーズは、IoTアプリケーションを立ち上げる（または改善する）ためにワイヤレステクノロジーを選択しようとしている企業を対象としています。今日は、ZigbeeとWiFiを比較し、帯域幅、範囲、消費電力などの基本的なトレードオフに応じて推奨事項を示します。

ZigBeeの説明

ZigBeeテクノロジーは、消費電力をほとんど消費せずに、短距離で少量のデータを伝送するように設計されています。 WiFiとは対照的に、これはメッシュネットワーク標準です。つまり、ネットワーク内の各ノードは相互に接続されています。これは、ルーターとエンドポイントだけに依存する必要がないことを意味します。スマートメーターのブログ投稿で説明したNestサーモスタットのように、ZigBeeチップを使用する一般的な家庭用品がいくつかあります。

ただし、ZigBeeメッシュネットワークには相互運用性の問題があります。つまり、ZigBeeプロファイルは互いに干渉する可能性があります。そのため、WiFiとは異なり、ZigBeeチップを搭載した2つのデバイスがある場合、それらが相互に動作できない可能性があります。

このテクノロジーには、1MHzの低チャネル帯域幅もあります。ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク（WPAN）に制限されており、通常のアプリケーションでは平均10〜30メートルに達します。 ZigBeeのデータ転送速度もWiFiよりも低速です。最高速度はわずか250kbpsで、WiFiが提供する最低速度よりもはるかに低速です。

ZigBeeのバッテリー寿命

ZigBeeの最高の品質は、その低い消費電力率とバッテリー寿命です。そのプロトコルは「組み立てて忘れる」ように設計されています。つまり、一度設定すると、数か月続く可能性があります。

WiFiの説明

WiFiは、限られた範囲内でインターネットアクセスを提供するローカルエリアネットワーク（LAN）です。これは、ホームネットワークとして使用するものであり、ほとんどの公共の場所（コーヒーショップや空港など）でも提供されています。 WiFiは、1つの中央ハブがあり、すべてのノードまたはデバイスがそれに接続するスターネットワークです。このスタートポロジにより、ネットワークの他の部分に影響を与えることなく、デバイスを簡単に追加または削除できます。

帯域幅は最大2MHzと高いため、携帯電話やタブレットで音楽をストリーミングしたり、メールをチェックしたりするのに最適です。ただし、信号が強く、アクセスポイントの近くにいる場合にのみ機能するという欠点があります。その平均範囲は30〜100メートルです。

もう1つの問題は、電力効率の高いネットワークではないことです。 WiFiベースのデバイス（ご存知のとおり）は通常約10時間持続するため、スマートフォンを毎日充電する必要があります。明らかに、これは、M2Mアプリケーションに遠隔地にセンサーが含まれている場合のオプションです。

Wi-FiはZigBeeより高速ですが、データ転送に関しては速度にばらつきがあります。 802.11b標準で定義されたネットワークの最大転送速度は11mbpsですが、他のバージョン（aやgなど）の最大速度は54mbpsです。これは、一部の人が他の人よりも高速なWiFiを使用している理由を説明しています。表1は、各WiFi規格の最大データレートとその周波数および帯域幅を示しています。

802.11ah

住宅およびビルの自動化のためのライセンスのない900MHz帯域の新しいWiFi規格802.​​11ahは、今年後半に市場に出ると予想されています。この帯域ですでに確立されている他のプロトコル、つまりZigBeeと競合します。 WiFi AHは、1MHz帯域での150kbits / sのスループットから、8MHz帯域での最大40mbits / sまでの幅広いオプションをサポートすることを目的としています。また、802.11n製品よりも50％長い距離をカバーすることが期待されています。こことここで詳細を学ぶことができます。

では、ZigBee対WiFiの戦いに勝つのは誰ですか？

それは、構築しようとしているM2MまたはIoTアプリケーションに完全に依存します。しかし、一般的に言って、どちらもM2M通信では勝てないと思います。説明させてください。

WiFiとZigBeeの消費電力の比較

WiFiとZigBeeはどちらもプラスの性質を持っていますが、明らかにマイナスの性質があります。 WiFiで帯域幅を獲得したものは、バッテリーの電力と範囲で失われ、ZigBeeのバッテリー寿命で得たものは、ZigBeeで範囲と帯域幅で失われます。したがって、リンクバジェットに基づく他の決定と同様に、トレードオフを理解することが重要です。

電力消費について具体的に言えば、ZigBeeベースのネットワークは一般にWiFiネットワークの電力の25％を消費します。 ZigBeeのバッテリー寿命は、WiFiの大きな利点であり、エンドポイントがバッテリーで動作するかどうかを強く考慮する必要があります。

これがまさに、新しいプロトコルを構築した理由です。 シンフォニーリンク 、 また、この投稿を書いているのもそのためです。 ZigBeeとWiFiを比較する場合は、実際にSymphonyLinkが必要になる場合があります。 Symphony Linkは、ZigBeeのようなメッシュネットワークを使用する代わりに、WiFiのようなスタートポロジを使用しますが、ZigBeeテクノロジーやWiFiでは不可能な大容量で長距離をカバーできるようになりました。私たちのより大きな広域IoTゲートウェイは、低消費電力を利用しながら、すべて200,000接続をサポートできます（WiFiは爆発します）。