โลร่า vs ซิกบี: ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่ดีกว่าสำหรับการเชื่อมต่อ IoT

ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา, Internet of Things มีความก้าวหน้าอย่างมาก, สถาปนาตัวเองเป็นราชาแห่งเทคโนโลยีในทุกด้าน. ตั้งแต่อุปกรณ์สวมใส่อัจฉริยะไปจนถึงระบบอัตโนมัติในบ้านไปจนถึงเมืองอัจฉริยะ, IoT ก็เหมือนบ้านที่ไฟไหม้, ยังคงเปิดโอกาสใหม่ๆ, ปรับปรุงธุรกิจและชีวิตของเรา. เป็นพื้นฐานการส่งสัญญาณของ IoT, เทคโนโลยีการสื่อสารไร้สายกลายเป็นประเด็นร้อน, ด้วยเทคโนโลยีต่างๆ ที่นำเอาเทคโนโลยีใหม่ๆ มาแบ่งปันสู่ตลาด IoT ก้อนใหญ่. ในหมู่ที่นิยมมากที่สุด เทคโนโลยีไร้สาย, บทความนี้จะเน้นที่ความแตกต่างระหว่าง LoRa และ Zigbee.

การพัฒนา IoT: แนะนำ LoRa และ Zigbee

มีเทคโนโลยีการสื่อสารไร้สายมากมายในแอปพลิเคชัน IoT ที่สามารถช่วยสร้างเครือข่ายท้องถิ่นหรือเครือข่ายบริเวณกว้างได้. เทคโนโลยีไร้สายของ LAN เกี่ยวข้องกับ 2.4GHz WiFi, Zigbee, บลูทู ธ, เป็นต้น, และ WAN รวม 2G/3G/4G, ฯลฯ. ก่อนเครือข่ายบริเวณกว้างที่ใช้พลังงานต่ำ (ลพวรรณ), ดูเหมือนต้องเลือกระหว่างแรงต่ำกับทางไกล. ด้วยการนำเอาเทคโนโลยี LPWAN, it’s possible to maximize longer-range communications and lower-power consumption, พร้อมประหยัดค่าใช้จ่ายเพิ่มเติม.

LoRa .คืออะไร

LoRa ย่อมาจากวิทยุระยะไกล, ซึ่งเป็นมาตรฐานไร้สาย WAN พลังงานต่ำที่นำมาใช้และส่งเสริมโดย American Semtech Company. ใช้เทคโนโลยีการแพร่กระจายคลื่นความถี่, เป็นหนึ่งในเทคโนโลยีการสื่อสารไร้สายของ LPWAN, ทำงานได้ดีในแง่ของระยะการส่งและการใช้พลังงาน.

LoRa มีระยะทางไกลกว่าเทคโนโลยีไร้สายอื่น ๆ สำหรับการใช้พลังงานเท่ากัน, ให้ระบบง่ายๆ ระยะทางไกล, อายุการใช้งานแบตเตอรี่ยาวนาน, และเครือข่ายเซ็นเซอร์ขนาดความจุสูง. ความครอบคลุมของการเชื่อมต่อ Lora คือ 3-5 เท่าของการสื่อสารด้วยคลื่นความถี่วิทยุแบบเดิม. ในปัจจุบัน, LoRa ได้รับความนิยมไปทั่วโลกและค่อยๆ นำไปใช้กับ Internet of Things.

Zigbee คืออะไร

Zigbee เป็นโปรโตคอลเครือข่ายไร้สายสำหรับการส่งทางไกล, ซึ่งเหมาะสำหรับการส่งข้อมูลระหว่างชุดส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่มีระยะการส่งข้อมูลสั้น, อัตราการส่งข้อมูลต่ำและใช้พลังงานต่ำ. ได้ชื่อมาจากการเต้นรำซิกแซกของผึ้ง, ดังที่ผึ้งมักเต้นรำด้วยปีกเพื่อบอกตำแหน่งของละอองเกสรให้เพื่อนฝูงฟัง.

เป็นระยะสั้น, ความซับซ้อนต่ำ, พลังงานต่ำ, เทคโนโลยีการสื่อสารไร้สายราคาประหยัด, เทคโนโลยีการสื่อสารไร้สาย ZigBee ใช้ IEEE802 15.4 มาตรฐานไร้สายในระบบเครือข่าย, ซอฟต์แวร์รักษาความปลอดภัยและแอพพลิเคชั่น. การใช้งาน Zigbee อย่างกว้างขวางในบ้านอัจฉริยะและ Internet of Things ในอุตสาหกรรมพิสูจน์ให้เห็นว่าเป็นโซลูชันเครือข่ายไร้สายที่เชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพ.

การเปรียบเทียบคุณลักษณะทีละคุณลักษณะระหว่าง LoRa และ Zigbee

LoRa และ Zigbee เป็นมาตรฐานที่แตกต่างกันสำหรับการสื่อสารไร้สาย. เพื่อทำลายความแตกต่าง, ส่วนต่อไปนี้จะแสดงการเปรียบเทียบระหว่าง LoRa และ Zigbee.

แถบความถี่: LoRa ได้รับการออกแบบมาให้ทำงานที่ความถี่ระหว่าง 863 ถึง 870 MHz ในยุโรป, 902 ถึง 928 MHz ในอเมริกา, 915 ถึง 928 MHz ในเอเชีย, และ 2.4 GHz ทั่วโลก, ในขณะที่ Zigbee ส่งผ่าน 868MHz ในยุโรป, 915 MHz ในอเมริกา, และมาตรฐานระดับโลก 2.4GHz Industrial Scientific and Medical (ISM) แถบความถี่.

ช่วงการส่ง: ในแง่ของระยะการส่ง, ช่วงสูงสุดสำหรับการเชื่อมต่อไร้สายที่ใช้ Zigbee คือ 100 NS, ในขณะที่สำหรับLoRa, มันสามารถขยายได้ดีถึง 15-20 กม.. ในโลระ, ช่วงขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายอย่างเช่นเกตเวย์ในร่มหรือกลางแจ้ง, เสาอากาศที่ใช้, ฯลฯ. โดยเฉลี่ย, LoRa สามารถส่งสัญญาณได้มากกว่า 3 ไมล์ (4.7 กม.) ในเขตเมืองและ 10 ไมล์ (16 กม.) หรือมากกว่าในชนบท.

การใช้พลังงาน: กระแสส่งของชิป LoRa ใกล้เคียงกับของ Zigbee, และกระแสรับของ LoRa นั้นต่ำกว่าของ Zigbee, ทั้งสองอย่างมีการใช้พลังงานที่ต่ำกว่า. พูด, พูดแบบทั่วไป, พูดทั่วๆไป, จำนวนแพ็กเก็ตข้อมูลที่ส่งและรับโดยเทอร์มินัลของระบบ Zigbee ในเครือข่ายและการทำงานปกตินั้นมากกว่าของ LoRa, และการโต้ตอบเหล่านี้จะเพิ่มการใช้พลังงานด้วย.

อัตราข้อมูล: อัตราการถ่ายโอนข้อมูลของ LoRa แตกต่างกันไปจาก 300 bps ถึง 37.5 kbps, ขึ้นอยู่กับแบนด์วิดท์ที่ใช้และปัจจัยการแพร่กระจาย. Zigbee สามารถส่งข้อมูลในอัตรา 250 kbps, 100 kbps, 40 kbps, และ 20 kbps.

โทโพโลยี: สถาปัตยกรรมเครือข่าย LoRa ใช้โทโพโลยีแบบสตาร์ออฟสตาร์, โดยเกตเวย์จะถ่ายทอดข้อความระหว่างอุปกรณ์ปลายทางแต่ละเครื่องและเซิร์ฟเวอร์เครือข่ายกลาง. มีโทโพโลยีเครือข่ายต่างๆ ใน ​​Zigbee, รวมทั้งดาว, ต้นไม้, เครือข่ายเพียร์ทูเพียร์และตาข่าย. โทโพโลยีแต่ละอันมีผลแตกต่างกันในการกำหนดเส้นทางของข้อความและการเชื่อมต่อของอุปกรณ์.

ค่าใช้จ่าย: เนื่องจากการสื่อสารทางไกล, ความสามารถในการเจาะผนังที่แข็งแกร่ง, และความจุระบบขนาดใหญ่ของ LoRa, จำนวนเกตเวย์ LoRa ที่ต้องการโดยจำนวนเทอร์มินัลเท่ากันนั้นน้อยกว่าเกตเวย์ Zigbee มาก, ซึ่งสามารถประหยัดค่าเครือข่ายของระบบ. เมื่อเทียบกับ Zigbee, การติดตั้งและใช้งานอุปกรณ์ LoRa นั้นง่ายกว่า, ซึ่งช่วยลดต้นทุนการติดตั้งได้อย่างมาก.

	LoRa	Zigbee
อำนาจข้อมูลจำเพาะ	LoRa Alliance	พันธมิตร Zigbee
ปีแห่งการพัฒนา	2009	1998
มาตรฐาน	IEEE 802.15.4	IEEE 802.15.4
แถบความถี่	863 ถึง 870 MHz, 902 ถึง 928 MHz, 915 ถึง 928 MHz, 2.4 GHz ทั่วโลก	868MHz, 915 MHz, 2.4GHz
ช่วงการส่ง	3 ไมล์ (4.7 กม.) ในเขตเมือง, 10 ไมล์ (16 กม.) หรือ มากขึ้นในชนบท	10 ถึง 100 เมตร
การใช้พลังงาน	300 bps ถึง 37.5 kbps	ต่ำ
อัตราข้อมูล	ต่ำกว่า Zigbee	20 kbps (868 MHz), 40Kbps (915 MHz) , 250 kbps (2.4GHz)
โทโพโลยี	ดาว	ดาว, ต้นไม้, เพียร์ทูเพียร์และตาข่าย
ค่าใช้จ่าย	ต่ำ	กลาง
แอปพลิเคชัน	ใช้เป็นพื้นที่กว้าง เครือข่าย	ใช้เป็น LR-WPAN เช่น. เครือข่ายพื้นที่ส่วนบุคคลไร้สายอัตราต่ำ

ข้อดีและข้อเสียของ LoRa และ Zigbee . คืออะไร

คุณสมบัติที่แตกต่างกันของ LoRa และ Zigbee กำหนดว่าจะมีข้อดีและข้อจำกัดต่างกัน. ตามคุณสมบัติพิเศษด้านบน, นี่คือการแนะนำข้อดีและข้อจำกัดหลักของ LoRa และ Zigbee.

ข้อดีของ LoRa

• ช่วงที่ยาวขึ้น: นี่เป็นหนึ่งในข้อได้เปรียบที่โดดเด่นของเทคโนโลยี LoRa. ช่วงการสื่อสารของเซ็นเซอร์ LoRa วัดเป็นกิโลเมตร.
• พลังงานต่ำเท่ากับแบตเตอรี่มากขึ้น: การใช้พลังงานต่ำหมายความว่าอุปกรณ์ LoRa มีอายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่ยาวนานขึ้น, ซึ่งสามารถบรรลุอายุการใช้งานแบตเตอรี่มากกว่า 10 ปี.
• ภูมิคุ้มกันที่โดดเด่นต่อการรบกวน: LoRa ใช้เทคโนโลยีการแพร่กระจายคลื่นความถี่, ซึ่งช่วยเพิ่มความสามารถในการป้องกันการรบกวนของการสื่อสารไร้สาย LoRa. แม้ว่าสัญญาณจะถูกส่งไปยังโฮสต์ด้วยความถี่เดียวกันพร้อมกัน, these signals won’t interfere with each other, จึงระบุจุดปวดที่การสื่อสารสัญญาณไร้สายถูกรบกวนได้ง่าย.
• การปรับใช้ที่ง่ายและรวดเร็ว: โดยทั่วไปแล้วเครือข่าย LoRa ใช้โทโพโลยีแบบดาว, รองรับแบนด์วิธน้อยลง, และง่ายต่อการขยาย. เป็นตัวเลือกที่ชัดเจนสำหรับการปรับใช้ IoT ในทางปฏิบัติ ซึ่งการส่งข้อมูลไม่เสถียร.

ข้อจำกัดของ LoRa

• ไม่เหมาะสำหรับเพย์โหลดข้อมูลขนาดใหญ่: LoRa ไม่เหมาะสำหรับเพย์โหลดข้อมูลขนาดใหญ่ เนื่องจากมันประมวลผลแบนด์วิดท์น้อยกว่าและส่งข้อมูลเพย์โหลดน้อยลง.
• เครือข่ายวิทยุที่ไม่มีใบอนุญาต: LoRaWAN ทำงานบนเครือข่ายวิทยุที่ไม่มีใบอนุญาต, และในขณะที่อุปกรณ์ LoRa และการปรับใช้เครือข่ายเติบโตขึ้น, คุณอาจพบการรบกวนความถี่นั้น.
• ปลอดภัยน้อยลง: เลเยอร์เครือข่าย LoRa และเลเยอร์แอปพลิเคชันถูกสร้างขึ้นจากรูทคีย์และหมายเลขสุ่มเดียวกันและไม่ได้แยกจากกัน. ดังนั้น, มีความเสี่ยงของการรั่วไหลของความเป็นส่วนตัวของข้อมูลและการปลอมแปลงข้อมูลเนื่องจากการรั่วไหลของคีย์ส่วนตัว.

ข้อดีของ Zigbee

• โครงสร้างเครือข่ายที่ยืดหยุ่น: มีโครงสร้างเครือข่ายของ Zigbee . มากกว่าหนึ่งแบบ, แต่เนื่องจากระยะการสื่อสารที่สั้นของ Zigbee และความสามารถในการเจาะกำแพงที่อ่อนแอ, การขยายเครือข่ายเป็นเรื่องยาก.
• ความปลอดภัยสูง: Zigbee ใช้อัลกอริธึมการเข้ารหัส AES-128, ซึ่งให้การรักษาความปลอดภัยสามระดับระหว่างการรับส่งข้อมูล. แอปพลิเคชันแต่ละรายการสามารถกำหนดคุณสมบัติความปลอดภัยได้อย่างยืดหยุ่น.
• ความล่าช้าสั้น: ความล่าช้าสั้น ๆ หมายความว่า Zigbee ตอบสนองทันที, โดยทั่วไปจะเปลี่ยนจากโหมดสลีปเป็นโหมดการทำงานใน 15ms. นอกจากนี้, หนึ่งโหนดสามารถเชื่อมต่อกับเครือข่ายได้ภายใน 30ms, ประหยัดพลังงานมากขึ้น.
• ความจุเครือข่ายขนาดใหญ่: เครือข่าย Zigbee รวมมากถึง 255 โหนดเครือข่าย Zigbee, โดยอันหนึ่งเป็นอุปกรณ์หลักและอีกอันเป็นอุปกรณ์รอง. หากเชื่อมต่อกันผ่านเครือข่ายผู้ประสานงาน, รองรับทั้งเครือข่ายได้มากกว่าพอสมควร 64,000 โหนดเครือข่าย Zigbee.

ข้อจำกัดของ Zigbee

• ค่าใช้จ่ายสูง: เนื่องจากระยะการสื่อสารสั้นของ Zigbee, ค่าใช้จ่ายสูงสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการการปรับใช้โหนดจำนวนมาก. และเมื่อมีอะไรผิดพลาด, ค่าทดแทนจะสูง.
• ครอบคลุมการส่งสัญญาณจำกัด: ความครอบคลุมที่จำกัดหมายความว่า Zigbee ถูกนำไปใช้ในสภาพแวดล้อมในร่มเป็นหลักมากกว่าบริบทกลางแจ้ง.
• การปรับใช้ที่ซับซ้อน: เครือข่ายไร้สาย Zigbee เกี่ยวข้องกับเทอร์มินัลโหนดและเกตเวย์จำนวนมาก, เครือข่ายจึงซับซ้อนและขยายเครือข่ายได้ยาก.

กรณีการใช้งานต่างๆ ของการเชื่อมต่อ Zigbee และ LoRa

LoRa และ Zigbee เกิดมาเพื่อการใช้งานที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง. Based on the advantages of LoRa’s long-distance transmission, ความสามารถในการป้องกันการรบกวนที่ยอดเยี่ยม, และกินไฟน้อย, สถานการณ์การใช้งานทั่วไปรวมถึงเมืองอัจฉริยะ, บ้านอัจฉริยะ, อาคารอัจฉริยะ, การตรวจสอบด้านสิ่งแวดล้อมที่ชาญฉลาด, การวัดอย่างชาญฉลาด, เกษตรอัจฉริยะ, สมาร์ทฟาร์ม, อุตสาหกรรมอัจฉริยะ, ค้าปลีกอัจฉริยะ, สมาร์ทลอจิสติกส์, ระบบป้องกันอัคคีภัยอัจฉริยะ, ฯลฯ. ให้แม่นๆ, Lora ทำให้สถานการณ์การใช้งานขยายออกไปอย่างราบรื่นจากในร่มสู่กลางแจ้งและแม้แต่กับชุมชนทั้งหมด.

แถบความถี่การสื่อสารที่กว้างและระยะการสื่อสารสั้นจะกำหนดการใช้งานโซลูชัน Zigbee. สถานการณ์การใช้งานทั่วไป ได้แก่ บ้านอัจฉริยะ, การวัดอย่างชาญฉลาด, เกษตรอัจฉริยะ, พลังงานอัจฉริยะ, ฯลฯ. Zigbee เป็นที่ต้องการมากกว่าในด้านการควบคุมอัตโนมัติและการควบคุมระยะไกล, และสร้างห่วงโซ่ทางนิเวศวิทยาในระดับหนึ่งในระบบอัตโนมัติภายในบ้านและการควบคุมภาคสนามอุตสาหกรรม. ด้วยความล้ำลึกของแอพพลิเคชั่น, Zigbee’s own limitations make Zigbee products encounter a bottleneck. ในเวลาเดียวกัน, LoRa กำลังเข้าสู่ IoT ด้วยโมเมนตัมที่แข็งแกร่งและกลายเป็นคู่แข่งที่แข็งแกร่ง.

โลร่า vs ซิกบี: สิ่งที่ต้องเลือกเพื่อการเชื่อมต่อที่ดีกว่า

การเปรียบเทียบ LoRa กับ Zigbee ก็เหมือนการเปรียบเทียบแอปเปิ้ลกับส้ม. LoRa เหนือกว่า Zigbee ในแง่ของระยะและการใช้พลังงาน. Zigbee เป็นที่นิยมในการสื่อสารระยะสั้นและสภาพแวดล้อมในร่ม. ส่วนเทคโนโลยีไร้สายตัวไหนดีกว่าให้เลือกสำหรับการเชื่อมต่อ IoT, it’s obvious that the result is based on usage. คุณสามารถเลือกสิ่งที่ดีที่สุดได้ตามความต้องการทางธุรกิจเฉพาะของคุณ.

เพื่อวัตถุประสงค์ทั่วไป, LoRa เป็นตัวเลือกที่มีประสิทธิภาพมากกว่าในกรณีของแอปพลิเคชัน IoT ที่ต้องการการส่งสัญญาณทางไกล, การใช้พลังงานต่ำ, การเชื่อมต่อและการติดตามตำแหน่งจำนวนมาก. การใช้งานทั่วไปรวมถึงการอ่านมาตรวัดน้ำอัจฉริยะ, เกษตรอัจฉริยะ, ลานจอดรถอัจฉริยะ, ติดตามยานพาหนะ, การติดตามตำแหน่งบุคลากร, ชุมชนอัจฉริยะและอื่นๆ. LoRa ยังสามารถรวมเข้ากับเทคโนโลยีอื่นๆ เช่น WiFi, บลูทู ธ, ข้อมูลใหญ่, และอื่นๆ เพื่อให้การเชื่อมต่อดีขึ้น.

ในขณะเดียวกัน, Zigbee ยังเป็นโซลูชันเครือข่ายไร้สายที่เชื่อถือได้อีกด้วย, ซึ่งมีประวัติอันยาวนานในด้านอุตสาหกรรมและใช้สำหรับการตรวจสอบและควบคุมระยะไกล. มันเกิดขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมสำหรับการรับส่งข้อมูลแบบไร้สายที่เชื่อถือได้. โซลูชันเครือข่ายตาข่าย Zigbee จะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพและความสามารถในการทำงานร่วมกันของอุปกรณ์ IoT ได้อย่างมาก.