ZigBee vs. Bluetooth:un caso de uso con cálculos de rango

ZigBee, Bluetooth y Bluetooth Low Energy se describen a menudo como protocolos de red comparables. Pero además de funcionar en la misma banda de frecuencia, estos estándares inalámbricos de Red de área personal (PAN) tienen más diferencias que similitudes. Hoy analizaremos cuáles son, qué aplicaciones son adecuadas para cada una y en qué se diferencian en un caso de uso específico.

¿Qué es ZigBee?

ZigBee es un protocolo de red en malla. Está diseñado para transportar pequeños paquetes de datos en distancias cortas mientras mantiene un bajo consumo de energía. Al igual que su competidor Z-Wave, se ejecuta en una red de topología de malla, lo que significa que la información de un solo nodo sensor viaja en una red de nodos (cada uno de los cuales actúa como una fuente de datos y un repetidor) hasta que la transmisión llegue a la puerta de enlace.

Utiliza una versión del estándar IEEE (Instituto de Ingeniería Electrónica y Electrónica) 802.15.4 y, como tal, se utiliza ampliamente en redes de datos de sensores de área local. ZigBee utiliza la banda de frecuencia ISM de 2,4 GHz y, dado que se trata de un estándar global, sus aplicaciones se pueden utilizar prácticamente en cualquier lugar.

(Vale la pena señalar que ZigBee ha visto algunos problemas con la interoperabilidad, porque dos perfiles de ZigBee pueden interferir entre sí. Este artículo de The Verge tiene más información sobre ese tema).

Las aplicaciones de ZigBee incluyen automatización del hogar, sistemas de seguridad, sistemas HVAC, iluminación inteligente y más.

¿Qué son Bluetooth y Bluetooth de baja energía (LE)?

Bluetooth

Bluetooth es un estándar de tecnología inalámbrica creado y utilizado para corto alcance. comunicación inalámbrica. Fue desarrollado en 1994 por el gigante de las telecomunicaciones Ericsson, y ahora es administrado por Bluetooth Special Interests Group (SIG).

Bluetooth se creó para permitir la transmisión inalámbrica de datos con dispositivos de muy corto alcance. Es por eso que muchas personas piensan inmediatamente en un auricular inalámbrico o un teclado inalámbrico cuando piensan en esta tecnología. En términos técnicos, Bluetooth funciona dentro de la banda de frecuencia ISM de 2,4 GHz (como ZigBee). Los paquetes de datos se dividen e intercambian entre uno de los 79 canales Bluetooth designados, cada uno de los cuales tiene 1 MHz de ancho de banda.

Las aplicaciones Bluetooth son ideales para transferencias de archivos de dispositivo a dispositivo, auriculares, parlantes y complementos informáticos inalámbricos como teclados, trackpads e impresoras.

Bluetooth LE

Bluetooth Low Energy, abreviado Bluetooth LE, originalmente se denominó "Bluetooth 4.0" cuando se creó en 2011. Su principal beneficio (y la diferencia con el Bluetooth "normal") es su bajo consumo de energía. Esto es ideal para los productos M2M, porque una sola batería con Bluetooth LE en un producto podría durar hasta cinco años.

Bluetooth LE funciona en la banda ISM de 2,4 GHz, como Bluetooth 1.0. Dicho esto, Bluetooth LE tiene un tiempo de conexión muy corto (solo unos pocos mS) con una alta velocidad de datos (1 Mb / s), y luego entra en "modo de suspensión" hasta que se restablece la conexión.

Las aplicaciones Bluetooth LE son ideales para tecnología a nivel de sensor, aplicaciones de transporte público y dispositivos de monitoreo de salud y estado físico. En comparación con Bluetooth, Bluetooth LE está más estrechamente relacionado con ZigBee en lo que respecta a las aplicaciones, porque es menos costoso que el Bluetooth normal y consume poca energía.

Ver también:Bluetooth vs. Bluetooth de baja energía:¿cuál es la diferencia?

ZigBee vs. Bluetooth LE:caso de uso de viñedo

Para ilustrar la diferencia entre ZigBee y Bluetooth Low Energy, creamos este cuadro comparativo. Suponga que un enólogo quiere monitorear de forma inalámbrica sus viñedos para abordar las condiciones ambientales, por lo que su próxima cosecha de Pinot Noir no es plana ni sin vida. A continuación, desglosamos los resultados que dicho enólogo puede esperar. Según este ejemplo, suponga que los sensores ambientales están en las vides y la antena está en el techo de la instalación de prensado.

(También hemos incluido Symphony en esta tabla. Symphony Link es el protocolo inalámbrico que implementamos para los clientes aquí en Link Labs).

Bluetooth LE ZigBee Sinfonía Altura de la antena TX (m) 6 6 6 Potencia TX (dBm) 4 18 18 Ganancia de antena TX (dB) 0 0 0 Frecuencia (MHz) 2400 2400 915 Altura de la antena RX (m) 1 1 1 Ganancia de antena RX (dB) -6 -6 -6 Pérdida de estructura (dB) 11 11 11 Sensibilidad (dBm) -93 -102 -140 Margen (dB) 20 20 20 Alcance (m) 77 291 2594

(Nota:pérdida de estructura de 11dB consistente con la propagación a través de una pared de bloques de mampostería de 8 ″.)

Con base en esta comparación de lado a lado, encontrará que Symphony tiene (con diferencia) el mejor rango. Esto significa que los sensores de las vides podrían funcionar durante muchos años con una sola batería y seguir transmitiendo información a varios miles de metros. Pero entre ZigBee y Bluetooth LE, ZigBee se destaca, logra un mejor alcance para este caso de uso.