Полное руководство по беспроводным протоколам IoT-сетей

Беспроводные протоколы IoT-сетей

Ниже — обширный, хоть и не исчерпывающий, список протоколов Internet of Things (IoT). Если вы оцениваете опции, этот гайд дает чистый старт.

Примечание: Выбирайте протокол только после определения точных требований приложения. Совместимость, энергобюджет, дальность и экосистемная поддержка должны драйвить решение, не брендовый престиж.

Bluetooth

Bluetooth — глобальная 2,4 ГГц personal area network (PAN) для короткого диапазона: device-to-file трансферы, беспроводные колонки, гарнитуры.

См. также: Bluetooth & ZigBee Comparison For IoT Applications

Bluetooth Low Energy (LE)

Спроектирован для низкого потребления, Bluetooth LE спит до запроса соединения. Идеален для носимых, фитнес-трекеров, хелс-мониторов.

См. также: Bluetooth Vs. Bluetooth Low Energy: What's The Difference?

ZigBee

ZigBee работает на 2,4 ГГц и формирует меш LAN. Изначально таргетил building automation, питает беспроводные термостаты, освещение и подобные системы.

См. также: ZigBee Vs. Bluetooth: A Use Case With Range Calculations

Z-Wave

Проприетарный суб-ГГц меш-протокол, частый в безопасности, домашней автоматизации, контроле освещения. Опирается на vendor-specific стек.

См. также: Z-Wave Vs. ZigBee

6LoWPAN

6LoWPAN доставляет легковесный IP над low-data-rate сетями, похож на ZigBee но открыт. Часто используется для домашней и building automation.

См. также: 6LoWPAN Range: Use Case Calculations

Thread

Thread — открытый стандарт на IPv6 и 6LoWPAN, часто называемый «Google's ZigBee». Делит 802.15.4 базу, позволяя общий хардвиз для обоих протоколов.

Wi-Fi HaLow (802.11ah)

HaLow адаптирован для low-data-rate, long-range сенсоров и контроллеров. Предлагает IoT-центричные возможности за пределами типичного Wi-Fi.

См. также: Examining The Future Of WiFi: 802.11ah HaLow, 802.11ad (& Others)

Клеточные протоколы

2G (GSM) — legacy TDMA; все еще в ATM и legacy alarm системах, в основном phased out глобально.

3G & 4G — ранние высокоскоростные клеточные стандарты (IMT-2000), питрующие мобильный дату сегодня. Требуют непрерывного питания или частых зарядок.

LTE Category 0, 1 & 3 — более низкие скоростные классы потребляют меньше мощности; Cat 1 и 0 типичны для IoT. Детали — статья Radio-Electronics.

LTE-M1 (LTE Cat 20) — первый клеточный протокол, спроектированный для IoT. Пока не широко задеплоен, обещает низкую мощность с минимальными инфраструктурными изменениями.

NB-IoT — Narrowband IoT дает низкоэнергетическую клеточную связь через DSSS модуляцию. Ключевые вендоры: Huawei, Ericsson, Qualcomm.

5G — грядущий высокопропускной нетворк; ожидается поддержка IoT в ближайшие 5 лет, хотя power и cost вопросы остаются.

Near-Field технологии

NFC — Near-field communication для бесконтактных платежей и close-range обмена данными.

RFID — Состоит из активных и пассивных тегов; пассивный RFID генерирует мощность из внешнего поля, идеален для логистики и asset tracking.

Low-Power Wide-Area Networks (LPWAN)

SigFox — глобальный оператор на DBPSK и GFSK, инфраструктура похожа на клеточные вышки. Идеален для сенсорных данных вроде парковки или водосчетчиков.

См. также: What Is SigFox?

LoRaWAN — MAC layer протокол на базе Semtech LoRa PHY. LoRa (PHY) и LoRaWAN (MAC) отличаются, но часто конфликтуют.

Ingenu (RPMA) — Random Phase Multiple Access использует DSSS, предлагая low-power альтернативу. Бывший OnRamp, теперь таргетит шире IoT рынки.

Weightless-N — Ультра-узкополосный, похож на SigFox, использует differential BPSK в узких каналах для uplink сенсорных данных.

Weightless-P — Последний Weightless с two-way коммуникацией и QoS tiers.

Weightless-W — Открытый стандарт, использующий TV white space. Теоретически привлекателен, но практически challenging.

См. также: What Is Weightless?

Другие проприетарные меш и низкоэнергетические протоколы

ANT & ANT+ — Samsung-производные радио, позволяющие меш-нетворкинг на существующем железе, похоже на BLE.

DigiMesh — Проприетарная меш-система; сравнение с ZigBee в сопутствующем white paper.

MiWi — Microchip's short-range нетворк протокол для быстрой разработки продуктов.

EnOcean — Спроектирован для energy harvesting; сияет в smart-home освещении и building automation.

Dash7 — Open-source протокол с значительным RFID контрактом от US Department of Defense.

WirelessHART — Строится на HART Communication Protocol; признан первым международным открытым беспроводным стандартом в промышленности.

Вопросы?

Мы готовы помочь выбрать правильный протокол для вашего IoT-проекта. Свяжитесь для экспертного гайдлайна.