LoRa vs Zigbee: Manakah Teknologi yang Lebih Baik untuk Konektivitas IoT

Selama beberapa dekade terakhir, Internet of Things telah membuat kemajuan yang signifikan, memantapkan dirinya sebagai raja teknologi di semua lapisan masyarakat. Mulai dari perangkat pintar yang dapat dikenakan hingga otomatisasi rumah hingga kota pintar, IoT seperti rumah yang terbakar, terus membuka kemungkinan baru, merombak bisnis dan kehidupan kita. Sebagai basis transmisi IoT, teknologi komunikasi nirkabel telah menjadi topik hangat, dengan berbagai teknologi menghasilkan yang baru untuk berbagi kue besar pasar IoT. Di antara yang paling populer teknologi nirkabel, artikel ini akan fokus pada perbedaan antara LoRa dan Zigbee.

pengembangan IoT: pengenalan LoRa dan Zigbee

Ada banyak teknologi komunikasi nirkabel dalam aplikasi IoT yang dapat membantu membangun jaringan area lokal atau luas. Teknologi nirkabel LAN melibatkan WiFi 2.4GHz, Zigbee, Bluetooth, dll., dan WAN termasuk 2G/3G/4G, dll. Sebelum jaringan area luas berdaya rendah (LPWAN), sepertinya Anda harus memilih antara daya rendah dan jarak jauh. Dengan adopsi teknologi LPWAN, it’s possible to maximize longer-range communications and lower-power consumption, sambil menghemat biaya tambahan.

Apa itu LoRa

LoRa adalah singkatan dari radio jarak jauh, yang merupakan standar nirkabel WAN berdaya rendah yang diadopsi dan dipromosikan oleh American Semtech Company. Berdasarkan teknologi spread spectrum, ini adalah salah satu teknologi komunikasi nirkabel LPWAN, berkinerja baik dalam hal jarak transmisi dan konsumsi daya.

LoRa memiliki jarak yang lebih jauh daripada teknologi nirkabel lainnya untuk konsumsi daya yang sama, menyediakan sistem sederhana dengan jarak jauh, masa pakai baterai yang lama, dan kapasitas tinggi untuk menskalakan jaringan sensor. Cakupan koneksi Lora adalah 3-5 kali dari komunikasi frekuensi radio tradisional. Saat sekarang, LoRa telah dipopulerkan di seluruh dunia dan secara bertahap diterapkan ke Internet of Things.

Apa itu Zigbee?

Zigbee adalah protokol jaringan nirkabel untuk transmisi jarak pendek, yang cocok untuk transmisi data antara serangkaian komponen elektronik dengan jarak transmisi pendek, tingkat transmisi rendah dan konsumsi daya rendah. Namanya diambil dari tarian zig-zag lebah madu, karena lebah selalu menari dengan sayapnya untuk menyampaikan lokasi serbuk sari kepada teman mereka.

Sebagai jarak pendek, kompleksitas rendah, daya rendah, teknologi komunikasi nirkabel berbiaya rendah, Teknologi komunikasi nirkabel ZigBee didasarkan pada IEEE802 15.4 standar nirkabel dalam jaringan, perangkat lunak keamanan dan aplikasi. Penerapan luas Zigbee di rumah pintar dan Internet of Things industri membuktikan bahwa itu adalah solusi jaringan nirkabel yang andal dan efisien.

Perbandingan fitur demi fitur antara LoRa dan Zigbee

LoRa dan Zigbee adalah standar yang berbeda untuk komunikasi nirkabel. Untuk memecah perbedaan, bagian berikut akan menunjukkan beberapa perbandingan umum dan tidak umum antara LoRa dan Zigbee.

Pita frekuensi: LoRa dirancang untuk beroperasi pada frekuensi antara 863 ke 870 MHz di Eropa, 902 ke 928 MHz di Amerika, 915 ke 928 MHz di Asia, dan 2.4 GHz di seluruh dunia, sementara Zigbee mentransmisikan lebih dari 868MHz di Eropa, 915 MHz di Amerika, dan standar global 2.4GHz Industrial Scientific and Medical (ALIRAN) pita frekuensi.

Jangkauan transmisi: Dalam hal jangkauan transmisi, jangkauan maksimum untuk koneksi nirkabel berbasis Zigbee adalah 100 M, sedangkan untuk LoRa, itu dapat meluas dengan baik hingga 15-20 km. Di LoRa, jangkauannya tergantung pada banyak faktor seperti gerbang dalam atau luar ruangan, antena yang digunakan, dll. Rata-rata, LoRa dapat mengirimkan sinyal melalui 3 mil (4.7 km) di daerah perkotaan dan 10 mil (16 km) atau lebih di daerah pedesaan.

Konsumsi daya: Arus transmisi chip LoRa mendekati Zigbee, dan arus penerimaan LoRa lebih rendah dari Zigbee, keduanya memiliki konsumsi daya yang lebih rendah. Secara umum, jumlah paket data yang dikirim dan diterima oleh terminal sistem Zigbee dalam jaringan dan operasi normal lebih besar daripada LoRa, dan interaksi ini juga akan meningkatkan konsumsi daya.

Kecepatan data: Kecepatan transfer data LoRa bervariasi dari 300 bps ke 37.5 kbps, tergantung pada bandwidth yang digunakan dan faktor penyebaran. Zigbee mampu mengirimkan data dengan kecepatan 250 kbps, 100 kbps, 40 kbps, dan 20 kbps.

Topologi: Arsitektur jaringan LoRa mengadopsi topologi star-of-stars, di mana gateway menyampaikan pesan antara perangkat akhir individu dan server jaringan pusat. Ada berbagai topologi jaringan di Zigbee, termasuk bintang, pohon, jaringan peer-to-peer dan mesh. Setiap topologi memiliki efek berbeda pada perutean pesan dan koneksi perangkat.

Biaya: Karena komunikasi jarak jauh, kemampuan menembus dinding yang kuat, dan kapasitas sistem LoRa . yang besar, jumlah gateway LoRa yang dibutuhkan oleh jumlah terminal yang sama jauh lebih sedikit daripada gateway Zigbee, yang dapat menghemat biaya jaringan sistem. Dibandingkan dengan Zigbee, pemasangan dan penyebaran perangkat LoRa lebih sederhana, yang sangat mengurangi biaya pemasangannya.

	LoRa	Zigbee
Otoritas spesifikasi	Aliansi LoRa	Aliansi Zigbee
Tahun pembangunan	2009	1998
Standar	IEEE 802.15.4	IEEE 802.15.4
Pita frekuensi	863 ke 870 MHz, 902 ke 928 MHz, 915 ke 928 MHz, 2.4 GHz di seluruh dunia	868MHz, 915 MHz, 2.4GHz
Jangkauan transmisi	3 mil (4.7 km) di daerah perkotaan, 10 mil (16 km) atau lebih banyak di pedesaan	10 ke 100 meter
Konsumsi daya	300 bps ke 37.5 kbps	rendah
Kecepatan data	lebih rendah dibandingkan dengan Zigbee	20 kbps (868 MHz), 40Kbps (915 MHz) , 250 kbps (2.4GHz)
Topologi	bintang	bintang, pohon, peer-to-peer dan mesh
Biaya	rendah	tengah
Aplikasi	digunakan sebagai Area Luas Jaringan	digunakan sebagai LR-WPAN yaitu. jaringan area pribadi nirkabel tingkat rendah

Apa pro dan kontra dari LoRa dan Zigbee?

Perbedaan fitur LoRa dan Zigbee menentukan bahwa mereka akan memiliki kelebihan dan keterbatasan yang berbeda. Berdasarkan fitur khusus mereka di atas, di sini adalah pengantar keuntungan dan keterbatasan utama LoRa dan Zigbee.

Kelebihan LoRa

• Jangkauan lebih panjang: Ini adalah salah satu keunggulan utama dari teknologi LoRa. Jangkauan komunikasi sensor LoRa diukur dalam kilometer.
• Daya rendah sama dengan lebih banyak baterai: Konsumsi daya yang rendah berarti perangkat LoRa memiliki masa pakai baterai yang lebih lama, yang dapat mencapai masa pakai baterai lebih dari 10 bertahun-tahun.
• Kekebalan yang luar biasa terhadap gangguan: LoRa mengadopsi teknologi spread spectrum, yang sangat meningkatkan kemampuan anti-interferensi komunikasi nirkabel LoRa. Bahkan jika sinyal dikirim ke host dengan frekuensi yang sama secara bersamaan, these signals won’t interfere with each other, sehingga secara menyeluruh mengatasi titik nyeri bahwa komunikasi sinyal nirkabel mudah terganggu.
• Penyebaran yang mudah dan cepat: Jaringan LoRa pada dasarnya mengadopsi topologi bintang, menangani lebih sedikit bandwidth, dan mudah untuk dikembangkan. Ini adalah pilihan yang jelas untuk penerapan IoT praktis di mana transmisi data tidak stabil.

Keterbatasan LoRa

• Tidak ideal untuk muatan data besar: LoRa tidak ideal untuk muatan data besar karena memproses lebih sedikit bandwidth dan mengirimkan lebih sedikit muatan data.
• Jaringan radio tanpa izin: LoRaWAN bekerja di jaringan radio tanpa izin, dan saat perangkat LoRa dan penyebaran jaringan tumbuh, Anda mungkin mengalami gangguan pada frekuensi itu.
• Kurang aman: Lapisan jaringan LoRa dan lapisan aplikasi dihasilkan dari kunci root dan nomor acak yang sama dan tidak terisolasi satu sama lain. Karena itu, ada risiko kebocoran privasi data dan gangguan data karena kebocoran kunci pribadi.

Kelebihan Zigbee

• Struktur jaringan yang fleksibel: Ada lebih dari satu struktur jaringan Zigbee, tetapi karena jarak komunikasi Zigbee yang pendek dan kemampuan yang lemah untuk menembus dinding, perluasan jaringan sulit.
• Keamanan tinggi: Zigbee mengadopsi algoritma enkripsi AES-128, yang menyediakan keamanan tiga tingkat selama transmisi data. Aplikasi individu dapat secara fleksibel menentukan properti keamanannya.
• Penundaan singkat: Penundaan singkat berarti respons Zigbee segera, biasanya beralih dari mode tidur ke mode kerja dalam 15 ms. lebih-lebih lagi, satu node dapat terhubung ke jaringan dalam 30ms, lebih hemat daya.
• Kapasitas jaringan besar: Jaringan Zigbee mencakup hingga 255 Node jaringan Zigbee, yang satu adalah perangkat master dan yang lainnya adalah perangkat budak. Jika terhubung satu sama lain melalui koordinator jaringan, seluruh jaringan dapat mendukung lebih dari cukup 64,000 Node jaringan Zigbee.

Keterbatasan Zigbee

• Harga tinggi: Karena jarak komunikasi yang pendek dari Zigbee, biayanya tinggi untuk aplikasi yang membutuhkan penyebaran sejumlah besar node. Dan ketika terjadi kesalahan, biaya penggantian akan tinggi.
• Cakupan transmisi terbatas: Cakupan terbatas berarti Zigbee terutama diterapkan di lingkungan dalam ruangan daripada di luar ruangan.
• Penyebaran yang kompleks: Jaringan nirkabel Zigbee melibatkan sejumlah besar node terminal dan gateway, jadi jaringan itu rumit dan perluasan jaringan itu sulit.

Kasus penggunaan yang berbeda dari konektivitas Zigbee dan LoRa

LoRa dan Zigbee dilahirkan untuk kasus penggunaan yang sama sekali berbeda. Based on the advantages of LoRa’s long-distance transmission, kemampuan super anti-jamming, dan konsumsi daya rendah, skenario aplikasi umumnya termasuk kota pintar, rumah pintar, bangunan pintar, pemantauan lingkungan cerdas, pengukuran cerdas, pertanian cerdas, pertanian pintar, industri pintar, ritel cerdas, logistik pintar, Perlindungan kebakaran cerdas, dll. Lebih tepatnya, Lora membuat skenario aplikasi meluas dengan mulus dari dalam ruangan ke luar ruangan dan bahkan ke seluruh komunitas.

Pita frekuensi komunikasi yang lebar dan jarak komunikasi yang pendek menentukan implementasi solusi Zigbee. Skenario aplikasi umum termasuk rumah pintar, pengukuran cerdas, pertanian cerdas, energi cerdas, dll. Zigbee lebih disukai di bidang kontrol otomatis dan remote control, dan itu membentuk rantai ekologi skala tertentu dalam otomatisasi rumah dan kontrol bidang industri. Dengan pendalaman aplikasi, Zigbee’s own limitations make Zigbee products encounter a bottleneck. Pada waktu bersamaan, LoRa memasuki IoT dengan momentum yang kuat dan menjadi saingannya yang kuat.

LoRa vs Zigbee: apa yang harus dipilih untuk konektivitas yang lebih baik

Membandingkan LoRa dan Zigbee seperti membandingkan apel dan jeruk. LoRa lebih unggul dari Zigbee dalam hal jangkauan dan konsumsi daya. Zigbee disukai dalam komunikasi jarak pendek dan lingkungan dalam ruangan. Adapun teknologi nirkabel mana yang lebih baik untuk dipilih untuk konektivitas IoT, it’s obvious that the result is based on usage. Anda dapat memilih yang terbaik sesuai dengan kebutuhan spesifik bisnis Anda.

Untuk tujuan umum, LoRa adalah opsi yang jauh lebih efektif untuk aplikasi IoT yang membutuhkan transmisi jarak jauh, konsumsi daya rendah, sejumlah besar koneksi dan pelacakan lokasi. Aplikasi umum termasuk pembacaan meter air pintar, pertanian cerdas, tempat parkir pintar, Modul Lora memiliki karakteristik unik, pelacakan lokasi personel, komunitas cerdas dan sebagainya. LoRa juga dapat diintegrasikan dengan teknologi lain seperti WiFi, Bluetooth, data besar, dan lebih banyak lagi untuk menyediakan konektivitas yang lebih baik.

Sementara itu, Zigbee juga merupakan solusi jaringan nirkabel yang andal, yang memiliki sejarah panjang di bidang industri dan digunakan untuk pemantauan dan kontrol jarak jauh. Muncul sebagai tanggapan terhadap meningkatnya permintaan untuk otomatisasi industri untuk transmisi data nirkabel yang andal. Solusi jaringan mesh Zigbee akan sangat meningkatkan efisiensi dan interoperabilitas perangkat IoT.