Zigbee、Thread和Bluetooth mesh：谁的效能更胜一筹？

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　　根据一份针对Zigbee、Thread和Bluetooth mesh发表的效能基准评比结果，在比较各种协议于不同测试条件和网络配置的表现后，不出所料的是...

　　每位物联网(IoT)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。而网状堆栈也是如此。

　　要替物联网应用挑对网状协议可能会很费事。各种协议都有本身一套独特的特性和优点，端赖使用个案和应用需求而定。开发人员需要深入了解在耗电、吞吐量、延迟时间、扩充性、安全性和因特网协议(IP)联机等关键层面各种协议的表现如何。

　　芯科科技(Silicon Labs)近来针对Zigbee、Thread和Bluetooth mesh，发表了首份效能基准评比的结果，以比较各种协议在不同的测试条件和网络配置下的表现。

　　不出所料的是，网状效能的结果天差地远，虽然我们从为期十二个月的测试中也得到了多项重要的见解。测试是在美国波士顿(Boston)的商业办公大楼中进行的，而且范围内有现成的Wi-Fi和Zigbee网络。无线测试丛集则是布建在走廊、会议室、办公室和开放区域。

　　获胜者是—— 点此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，Zigbee、Thread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，将一些路由节点关闭，Bluetooth mesh的效能在安装后就能获得提升。

　　▲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，把转送节点加以优化可用来优化效能。

　　▲在使用短讯息(< =11B)，尤其是群播讯息时，Bluetooth mesh运作得最好。

　　生态系、用电和使用个案至关重要

　　事实上，并没有哪一种网状协议胜出。依照应用的需求，效能会天差地远。测试结果突显出多个对选对协议至关重要的因素。例如所选的生态系便会大大影响协议的效能。假如装置制造商想要与固有的生态系互通，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，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，网状效能的测试全都是用Silicon Labs的Wireless Gecko系统单芯片平台来进行。它可支持Zigbee、Thread和Bluetooth mesh以及专用协议。

　　使用个案在效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?例如能把仓库里的灯同时打开，或许并没有照明系统的耗电性或是能为仓库的生态系增进更多服务来得重要。

　　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，使网状协议的使用个案经常显得大异其趣。

　　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，但有了效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，网状效能的研究归结出，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，无线系统单芯片(SoC)业者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个案有清楚的了解，应用的理想网状协议就会显现。