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為物聯(lián)網(wǎng)尋找最佳網(wǎng)狀網(wǎng)絡

2018-01-04 11:17 EET電子工程專輯
關鍵詞:藍牙ZigbeeThread

導讀:盡管藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(Bluetooth Mesh)大有后來居上之勢,但有許多原因令Zigbee和Thread仍然是需要網(wǎng)狀網(wǎng)絡的物聯(lián)網(wǎng)部署首選。

 ?。–am Williams,施耐德電氣物聯(lián)網(wǎng)連接部門首席架構師)

  盡管藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(Bluetooth Mesh)大有后來居上之勢,但有許多原因令Zigbee和Thread仍然是需要網(wǎng)狀網(wǎng)絡的物聯(lián)網(wǎng)部署首選。

  IEEE 802.15.4創(chuàng)建目的在于提供一種低功耗、低帶寬的方式,將設備可靠地連接在支持受限設備的網(wǎng)絡中。這是一個經(jīng)過驗證和廣泛部署的網(wǎng)狀技術,已經(jīng)在市場上存在超過13年。

  Zigbee和Thread就是基于這種網(wǎng)絡技術的解決方案,迄今為止這種解決方案擁有8個Thread和超過50個Zigbee認證堆棧和芯片平臺。其中Thread網(wǎng)狀網(wǎng)絡技術專門為強大的物聯(lián)網(wǎng)基礎設施而構建。

  Bluetooth Mesh是這個市場的新進入者,利用藍牙鏈接取代電線,鏈接可穿戴設備和外圍設備。 Bluetooth Mesh協(xié)議與連接智能手機和揚聲器的Bluetooth協(xié)議不同,它需要進行軟件升級,現(xiàn)有的藍牙硬件可能支持,也可能不支持。

  用戶們總是嚷嚷著要更多選擇,但選擇提供連接基礎設施的標準對他們來說太專業(yè),沒有意義。如果說Internet高速網(wǎng)絡是IP,Thread就是基于這個IP的技術。

  更重要的是,在互操作性發(fā)生的應用層,Thread支持Dotdot等其他物聯(lián)網(wǎng)應用的語言,囊括空調(diào)系統(tǒng)、照明、家庭安全等領域。 Dotdot支持通過任何Internet網(wǎng)絡進行的通信,相比之下,Bluetooth Mesh支持商業(yè)照明應用,但它們只能通過獨立的藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡運行。

  藍牙存在于每個人的智能手機中,但藍牙網(wǎng)關對互聯(lián)網(wǎng)是關閉的。您可以使用藍牙遙控器在電視機上更換頻道,但是當您的恒溫器想要檢查互聯(lián)網(wǎng)上的天氣預報時,則沒法依靠藍牙實現(xiàn)。

  Bluetooth Mesh使用洪泛路由法(flooding),設備重復每個消息以讓它們被網(wǎng)絡傳播,同時它也使用洪泛的方式進行消息確認。

  Thread僅在組播消息需要時使用洪泛,例如用于發(fā)現(xiàn)或組尋址的消息;在進行單播消息時Thread使用路由,不會洪泛網(wǎng)絡。

  洪泛法容易造成網(wǎng)絡擁塞和沖突,特別是在擁有20個或更多節(jié)點的密集網(wǎng)絡中。為了減少沖突,Bluetooth Mesh需要安裝者仔細配置哪些特定節(jié)點將重復消息,Thread則可以在添加、刪除或移動節(jié)點時自動動態(tài)配置路由。

  因為網(wǎng)絡配置是自動的,因此Thread開箱即用。除此之外,地址分配、到因特網(wǎng)的邊界路由協(xié)議、備份路由、登錄、睡眠設備管理等都是自動的,沒有單點故障。對于Bluetooth Mesh則沒有自動這一說,它需要一些實體(如安裝者)來執(zhí)行此類配置。

  Thread有16個有效的通信通道,允許相鄰網(wǎng)絡分離,因此它們不會相互干擾。Bluetooth Mesh只有一個,并且還是全球共享的廣播渠道。此外,Thread每次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量可以多達10倍,從而提高了網(wǎng)絡的效率和吞吐量。

  Thread使用相同的端到端安全技術,保障應用程序在互聯(lián)網(wǎng)上的安全。這類安全技術還用于保護銀行交易、亞馬遜購買流程和社交媒體會話安全,不需要任何中間信任設備,如網(wǎng)關。它們非常適用于功耗管理嚴格的設備,并且必須能自動維護網(wǎng)絡安全,而且?guī)缀醪恍枰脩艚换ァ?/p>

  Thread在網(wǎng)絡層內(nèi)置安全機制,使用智能手機時代的認證方案和AES加密,以杜絕其他無線協(xié)議中存在的安全漏洞。產(chǎn)品安裝代碼用于確保只有授權設備才能加入Thread網(wǎng)絡,然后使用銀行級加密技術進行網(wǎng)絡上的數(shù)據(jù)傳輸。

  最近的Bluetooth Mesh的公告證實了物聯(lián)網(wǎng)部署中對網(wǎng)狀網(wǎng)絡的需求,但Bluetooth Mesh是剛剛進入市場的新技術,它采用的藍牙協(xié)議功能相對有限。

  我們今天生活的環(huán)境對技術需要更多選擇,并期待好的互操作性。 Thread作為基于IP的網(wǎng)絡協(xié)議,具有巨大價值,它可以在許多物聯(lián)網(wǎng)設備、應用程序和實際案例中快速部署,從而創(chuàng)建一個沒有集線器的網(wǎng)絡。

  簡而言之,Thread實現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)當初給人們的承諾。