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ZigBee vs WiFi,物联网通讯协议哪个赢

发布时间:2016-1-30 16:25:22    点击量:1076
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  来源:TechWeb
  一直以来,无线通信协议过于混乱都是阻碍物联网发展的一大因素。目前看来尽管我们无法将各式各样的通信协议实现统一,但是我们可以另辟蹊径,从中挑选出更适合物联网领域的标准加以重用,并不停地改进与完善。在这些标准中,呼声最高的,除却研发门槛较低的WiFi协议外,还有作为“后起之秀”,在安全性与功耗方面都具有良好表现的ZigBee协议。据悉,两大协议在不久的将来均会推出更适合物联网发展的新版本,这场协议之争谁将获胜,让我们拭目以待!
  观点碰撞之正方:新版ZigBee协议将大幅度提升物联网设备能效
  近日,ZigBee联盟宣布新版ZigBee互联网通讯协定(IP)920IP已完成开发与测试,该标准是全球首个基于互联网通讯协定第6版(IPv6)的无线网格网络(MeshNetworking)解决方案,未来将应用于低耗电量和低成本的家庭能源管理的网格网络及其相关设备中,提升物联网设备的能效和互通性。
  随着移动互联网络、智能可穿戴设备的风生水起,业内对于低能耗传感器及芯片等在连通性和兼容性方面有着迫切需求。对此ZigBee联盟推出新协议920IP,旨在回应日本总务省(MIC)指定920MHz用于家庭能源管理系统(HEMS),并力推精简版ECHONET成为智能家居的标准。ZigBee联盟已与日本电信技术委员会(TTC)和ECHONET联盟达成协议,将一起推进920IP协议的普及。
  ZigBee推出新协议920IP
  据悉,920IP协议将支援精简版ECHONET和HEMS。此标准通过增加网络层、安全层及应用程式框架,强化IEEE802.15.4标准。此外,920IP协议基于标准的互联网协议,提供具备成本效益和节能的无线多跳跃 (Multi-hop)网格网络,如6LoWPAN、IPv6、UDP及路由协议(RPL)。
  另外,920IP协定也支援如传输层安全性-预先共享密钥(TLS-PSK)、延伸认证通讯协议(EAP)、 PANA(ProtocolforCarryingAuthenticationforNetworkAccess)、链路层讯框安全性 (LinkLayerFrameSecurity)等基于先进加密标准(AES)-128-CCM演算法的安全和身分验证功能。
  ECHONET协会负责人指出,精简版ECHONET将成为日本HEMS的应用介面标准;因而 ZigBee联盟拥有精简版ECHONET及 920MHz选项后,可以预期未来在市场将拥有更高的互通性和普及性。日本电信技术委员会预期,ZigBee联盟颁布的920IP将成为全球化标准,并在 发布后将带动能源管理解决方案遍地开花,以及扩大在日本市场的渗透率。
  据悉,日后更新920IP标准的工作将分别由OKI、NECEngineering、Ad-SolNissin、德州仪器(TexasInstruments)及SkyleyNetworks负责。
  物联网将改变未来生活
  物联网,顾名思义就是物物相连的互联网,它以互联网作为核心和基础,是在其基础上进行地延伸和扩展出的网络系统。而其用户端可延伸和扩展到任何物品与物品之间,进行信息交换和通信。
  因此,物联网可定义为通过装置在各类物体上的射频识别(RFID)、传感器、二维码等,经过接口与无线网络相连,从而给物体赋予“智能”,可实现人与物体的沟通和对话,也可以实现物体与物体互相间的沟通和对话,这种将物体联接起来的网络被称为“物联网”。
  而目前正在普及的IPv6几乎可以被认为能够支持无限数量的连接,因此通过传感器网络,物品间可以通过低能耗传感器大量收集、传输、分析和分发数据,令家庭生活更为惬意。现在基于Zigbee、6LoWPAN和Z-wave标准的传感器正在被大量地使用。
  如Zigbee已经被内置在智能家电和智能电表中。6LoWPAN(基于IPv6)已经被互联网之父VintCerf用在了自家的酒窖温度监控系统中。Z-Wave则是Verizon智能家庭自动服务的基础。而目前还在源源不断涌现出许多创新性使用方式。像荷兰一家新兴公司Sparked在奶牛耳朵上植入了传感器,以监控奶牛的健康与行踪。传感器还被内嵌在鞋子中、哮喘喷剂等药品中,以及研究性外科医学设备中。
  物联网将智能连接世界
  综上,伴随新ZigBee协议的亮相和其他逐步完善中的物联网协议及应用,令我们看到了物联网发展的广阔空间,也为我们勾画出全方位的智能连接世界的蓝图。期待更多更好的物联网技术和相关产品,在不久的将来能够快速普及,在衣食住行等方面为人们带来的便捷的应用。
  观点碰撞之反方:物联网协议之争,ZigBee希望渺茫
  一家提供大楼自动化控制解决方案的美国新创公司 Enlighted 技术部长Tanuj Mohan表示,物联网(IoT)通讯协议的战争似乎没有明显的终结迹象;该公司自己开发了以802.15.4标准为基础的通讯协议,认为Zigbee 前景黯淡。
  Mohan 指出,物联网需要一系列与不同实体层网路搭配的开放性应用程式界面(API)以及通讯协议;以这种模式,他认为物联网的角色应该更像是IT网路。专长网路技术的Mohan是Enlighted的共同创办人,曾任职于Cisco、Novell以及Novell等网通设备大厂,并曾在Hughes开发多通讯协议路由器。
  “任何人如果尝试想在应用层之上建立适用一切的实体层并以其为基础推动一个软体堆叠,是行不通的。”Mohan表示,IP层与网路层应该和媒介没有交集,“最后一里”的通讯协议有一些戏份,但重要性不如人们所认为的那么高;网路节点采用哪一种通讯协议都无关紧要,因为任何情况都会需要中介设备。
  Mohan进一步指出:“今日Zigbee是成本效益最佳的解决方案,不过未来Wi-Fi将会提供更清楚的解答。每过几年就会有一个新的网路管理协议冒出头来,例如SNMP或CORBA,物联网领域也将如此持续演进,因此人们会需要开放性的API。”
  而 Mohan也认为,250 kbit/s速率的Zigbee标准对大楼控制应用来说速度太慢、又太复杂:“你不会希望网路成为瓶颈,但Zigbee是我所知速度最慢的通讯协议之一;它适合一些家用市场,但在商用领域是行不通的。Zigbee可能会应用在一些大型建筑物,不过需要大量的人工支援以及客制化方案,所费不小。”
  Mohan举例指出,如果有人正在使用Wi-Fi网路串流,以Zigbee控制的大门就可能开不了,使用者必须确认每一层楼都是采用不同的无线通道:“你无法对现在的电气技师销售这样的解决方案,因为他们对于RF技术不够精通。”
  他认为,Zigbee没有从网路产业学到经验,目前的发展需要太多人工支援,而且一直没有脱离初期采用阶段:“照明控制方案供应商不了解他们需要的网路安全性,这种通讯协议会永远处于落后的状态;如果是让Aruba、Cisco等系统厂商来主导Zigbee,他们会想办法跑在前面。”
  而 Mohan也表示,新兴替代方案如6LoWPAN也不尽理想,因为网际网路协议(IP)的封包讯息表头(packet header)占据太大频宽:“IP并不是为了低频宽应用设计的,因此他们试图改造它好让它更具效益,不过我们需要有人能重头通盘考量,也许把新的频谱也纳入。”
  大楼控制领域的商机无限,Mohan估计,光是在美国就有高达8,000万平方英尺的商业场所,而全球市场则是其两至叁倍。考量到市场将有新一轮需求成长,Enlighted在约9个月前筹募到了2,000万美元资金:“我们需要在接下来几年有爆炸性成长。”
  Enlighted 在市场上有不少大型老牌竞争对手,例如Lutron以及现在收归全球最大电气承包商Legrand旗下的WattStopper;该公司希望能在运动传感器资料收集分析方面取得优势。Mohan举例说明,如果会议室里的投影机不知道跑哪去了,Enlighted能提供该装置在大楼中的移动路线动画,来协助判断是谁拿走了:“这是我们的独家技术。”
  目前Enlighted正着手布建新应用,例如利用来自现有使用者分析资料的 HVAC最佳化;该公司在2015年也打算建立新策略联盟。 Enlighted一开始是采用电力线网路、乙太网路以及802.15.4无线网路来打造大楼控制网路,后来发现电力线与乙太网路成本高昂、耗电量又大,因此逐渐将主力放在802.15.4无线方案。
  对更多频宽的需求促使Enlighted开发自有的通讯协议,采用Atmel 整合式15.4芯片搭配自家数位讯号处理软体。Mohan表示,他们所收集到的资料量比预期高出许多,不过也证明了15.4无线方案速率能超越250 kbit/s,因此他们开发了自家的无线通讯技术;现在该公司正在等待某种方案能解决物联网的互通性问题,无论谁胜出,他们已经做好升级准备。
  WiFi未雨绸缪,瞄准物联网领域制定新标准
  另一方面,与Zigbee不同,相关业者已经在积极拟订更适合物联网应用的无线通讯标准,即IEEE 802.11ah,现有主要Wi-Fi芯片业者、电信设备业者均参与标准订立,预计2016年完成正式版标准,甚至可能在2014年下半或2015年,即可见11ah草版标准的芯片与系统。
  DIGITIMES Research检视目前11ah的技术规格,发现11ah与现有11n、    11ac等Wi-Fi技术有大程度差异,包含运作频段、通道使用频宽、讯框格式、传输率、传输距离等均不相同。
  11ah采用低于1GHz的频段运作,目标是1公里以上的传输距离,且仍能有100kbps以上的传输率。相对的,11n、11ac是以约100公尺传输距离,在距离内尽可能提升资料传输率。
  11ah标准的出现,将影响现有其他采行1GHz以下频段传输的无线技术,如ZigBee、Z-Wave,以及其他业者自行发展的技术,11ah有可能在某些物联网应用情境中与这类技术竞争,或必须与这类技术在同一场合中,相安共存运作而不会互扰,并争取取代其他相近技术,此将是11ah发展的课题与挑战。

  

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