Zigbee、Thread和Bluetooth mesh谁的性能更胜一筹？

shuszhao

近来针对Zigbee、Thread和Bluetooth mesh，发表了业界首份性能基准评比的结果，以比较各种协议在不同的测试条件和网络配置下表现得如何。不出所料的是……

每位物联网设计工程师都知道，无线网络协议没有所谓的“一体适用”这回事。而网状网协议栈也是如此。
要帮物联网应用挑对网状协议可能会很费事。各种协议都有本身独特的特性和优点，依靠使用情况和应用需求而定。开发人员需要去了解，在耗电、吞吐量、延迟时间、可扩展性、安全性和英特网协议（IP）联机等关键层面，各种协议的表现如何。
Silicon Labs近来针对Zigbee、Thread和Bluetooth mesh，发表了业界首份性能基准评比的结果，以比较各种协议在不同的测试条件和网络配置下表现得如何。
不出所料的是，网状性能的结果天差地远，虽然我们从为期十二个月的测试中也获得了多项重要发现。测试是在波士顿的商业办公大楼里进行，而且范围内有现成的Wi-Fi和Zigbee网络。无线测试群集则是部署在走廊、会议室、办公室和开放区域。

揭晓胜出者
点击此处可详细地检视基准评比的结果。关键要点包括：
•    当承载量小时，Thread、Zigbee和Bluetooth mesh在小型网络中表现相近。
•    当承载量和吞吐量的需求增加时，Zigbee和Thread的表现优于Bluetooth mesh。假如安装人员以手动来优化网络，把一些路由节点关闭，Bluetooth mesh的性能在安装后就能获得改善。
•    三种协议的延迟时间全都会随着网络规模扩大而增加，但Bluetooth mesh增加得最多。
•    就大型的Bluetooth mesh网络而言，把转送加以优化可用来优化性能。
•    在使用短信息（<=11B），尤其是多播信息时，Bluetooth mesh运作得最好。

生态系统、功率和使用情况至关重要


事实上，并没有哪种网状协议真正胜出。依照应用的需求，性能会天差地远。测试结果凸显了多个对选对协议至关重要的因素。例如所选的生态系统便会大大影响协议的性能。假如设备制造商想要与固有的生态系统互通，像是Amazon Echo Plus、Philips Hue或Comcast Xfinity，Zigbee就是最佳选择。假如没有指定生态系统，那就有别的网状选择。Thread和Bluetooth mesh是比较新的协议选项，而且日益风行，在物联网方面各具有自成一格的益处。
为了协助确保是“苹果对苹果”的比较，网状性能的测试全都是用Silicon Labs的Wireless Gecko系统级芯片（SoC）平台来进行。它可支持Zigbee、Thread和Bluetooth mesh，以及专有协议。
使用情况在性能的结果上也扮演了要角。所实行的应用是为了安全、方便还是舒适？例如把仓库里的灯同时打开的能力，或许并没有照明系统的功耗或是能为仓库的生态系统增加更多服务来得重要。
在评价协议时，耗电是另一个不该忽视的因素。居家和大楼的自动化应用常会兼而采用电池驱动、有线驱动，甚至是能源采集装置，使网状协议的使用情况经常显得迥然不同。
研究结果所彰显出的事实在于，选择网络协议会受到各式各样的因素所影响。虽然网状基准评比的演练揭露了以往无从获悉的数据来辅助这个决定过程，但有了性能数据并不代表设计人员就能跳过测试阶段。所幸新的基准评比结果是以一连串的应用批注来显示，其中解释了基准评比测试的执行方法，使开发人员能复制及操作类似的测试，而不必自行发明。
整体而言，网状性能的研究归结出，网络规模、所需延迟时间、预计吞吐量和可靠度是挑选适当协议时的关键因素。值得注意的是，无线系统级芯片供应商所提供的开发工具会使开发的容易度和上市时间形成天壤之别。协议的选择要够充裕，加上挑选要符合一定的标准，这或许看似难如登天。但假如设计人员对使用情况有清楚的了解，应用的理想网状协议就会显现。

作者简介


Tom Pannell是Silicon Labs物联网（IoT）产品的高级营销总监，所负责的产品营销策略涵盖公司的8位和32位微控制器、无线系统级芯片、无线模块和传感器，以及用软硬件工具和无线协议堆栈来简化物联网产品的开发。Tom是在2011年加入Silicon Labs，之前当过公司的微控制器营销总监，还有美洲的渠道销售总监。在加入Silicon Labs前，Tom曾在Altera和艾睿电子担任技术领域职位。他是在俄亥俄州代顿的莱特州立大学取得电子工程的科学学士学位，以及在俄亥俄州克里夫兰的约翰卡罗尔大学取得哲学暨人文科学的学士学位。