Phổ biến trong hệ thống mạng không dây hiện nay đó chính là Wi-Fi và Zigbee. Việc tìm hiểu hai hệ thống này khá là cần thiết trong việc nghiên cứu về mạng. Bài viết này sẽ nêu lên một số điểm khác biệt giữa mạng Wi-Fi và mạng Zigbee cùng những đặc điểm của chúng.
Mạng máy tính Điện tử căn bản Zigbee Nguyễn Đức Phú 2019-05-03 03:42:47

Giới thiệu

Trong quá trình tìm hiểu về Mạng máy tính, cụ thể là các hệ thống mạng thì ta thấy được rằng sự xuất hiện của các hệ thống khá phổ biến như Wi-Fi và Zigbee ở gần như mọi nơi. Vậy có gì khác nhau giữa chúng và điều gì làm chúng phổ biến như vậy? Sau đây là một số điểm khác biệt giữa Wi-Fi và Zigbee.

Sự khác biệt giữa Wi-Fi và Zigbee

1. Tiêu chuẩn IEEE

Wi-Fi đã được chuẩn hóa theo IEEE 802.11.x. Có một số phiên bản của giao thức khi x được thay thế bằng a, b, g, n, v...v... Tất cả đều là những phiên bản khác nhau của Wi-Fi. Zigbee đạt chuẩn IEEE theo chuẩn 802.15.4.

2. Bộ phận chăm sóc

Wi-Fi được quản lý và quy trình chứng nhận của nó được thực hiện bởi Wi-Fi Alliance, một tổ chức độc lập được thành lập bởi một số công ty điện tử và truyền thông. Tương tự, Zigbee cũng có một tổ chức riêng bao gồm các quy trình phát triển và chứng nhận sản phẩm dựa trên Zigbee.

3. Lịch sử phát triển

Ý tưởng về Wi-Fi được đề ra như một giải pháp thay thế để giảm tải công việc của máy thu ngân trong năm 1985. Một cộng đồng được thành lập để chuẩn hóa được thành lập vào năm 1990 và đưa ra tiêu chuẩn vào năm 1997.

Mặt khác, ý tưởng về Zigbee đã được hình thành vào năm 1999, khi phát hiện ra rằng với một số ứng dụng chạy lâu dài, Wi-Fi và Bluetooth không được chuẩn bị cho những ứng dụng đấy. Kết quả là được khởi động vào năm 2004.

4. Tần số hoạt động

Wi-Fi hoạt động ở tần số 2,4 GHz, 5 GHz, và có vài sự phát triển gần đây trong đó Wi-Fi hoạt động ở tần số 60 GHz. Zigbee, hoạt động ở 900-928 MHz và 2,4 GHz. Bên cạnh đó, giao thức Zigbee cũng đồng thời có tần số 868 MHz cho các quốc gia châu Âu.

5. Băng thông kênh

Truyền thông dựa trên giao thức Zigbee có băng thông kênh 1 MHz trong khi các kênh Wi-Fi có băng thông 0,3, 0,6 hoặc 2 MHz.

6. Phạm vi mạng

Zigbee bị giới hạn ở Mạng không dây cá nhân (WPAN), bán kính 10-30 mét trong các ứng dụng thông thường. Gần đây, đã có một số ứng dụng có thể đạt tới 100m phạm vi. Wi-Fi thường phục vụ cho các mạng PAN và mạng WLAN với phạm vi trung bình từ 30 đến 100 mét.

7. Tốc độ truyền dữ liệu

Mạng Wi-Fi, tuy nhanh hơn zigbee về truyền dữ liệu nhưng lại có sự thay đổi về tốc độ. Mạng Wi-Fi được xác định theo tiêu chuẩn 802.11b có tốc độ truyền dữ liệu tối đa 11mbps trong khi phiên bản a và c có tốc độ truyền dữ liệu tối đa 54mbps. Tốc độ tối đa trong các mạng zigbee chỉ 250kbps, khá thấp so với các gói Wi-Fi cơ bản nhất.

8. Bit Time

Được định nghĩa là thời gian cần để thực hiện truyền một bit ở một tốc độ truyền nhất định. Bit Time trong Zigbee là 4micro giây trong khi ở Wi-Fi chỉ là 0,00185 micro giây.

9. Mức tiêu thụ năng lượng

Wi-Fi tuy đã có phiên bản tiêu thụ ít năng lượng, vẫn chưa sử dụng được năng lượng hiệu quả. Các thiết bị dùng Wi-Fi cần có pin dự phòng tốt nếu muốn sử dụng trong hơn 10 giờ hoặc lâu hơn. Mặt khác, giao thức Zigbee được thiết kế với phong cách “assemble and forget” (tập hợp và phân rã). Zigbee tiêu thụ rất thấp năng lượng để sử dụng và có thể hoạt động trong thời gian dài nhiều tuần và tháng. Nhìn chung, các mạng dùng Zigbee tiêu thụ 1/4 lượng điện năng so với các mạng Wi-Fi.

10. Các phần tử mạng

Từ một điểm đã được chuẩn hoá tới điểm mạng, hai nơi có thể được kết nối với nhau. Một bộ định tuyến Wi-Fi cũng cần thiết ở một số nơi khi cần kết nối nhiều thiết bị với nhau hoặc cần truy cập vào internet.

Trong Zigbee, các thành phần mạng được phân loại thành ba loại: điều phối viên Zigbee, bộ định tuyến kết thúc Zigbee, thiết bị cuối Zigbee.

11. Kích thước mạng

Một mạng dựa trên Wi-Fi có thể có kích thước lên tới 2007 nút trong khi các mạng dựa trên Zigbee có thể có hơn 65.000 nút trong một mạng tương tự.

12. Bảo mật mạng

Các giao thức Zigbee sử dụng các phương thức Advanced Encryption Security (AES) để mã hóa và các phương thức CCB-CCM để bảo mật mạng. Mặt khác, các mạng dựa trên Wi-Fi sử dụng các giao thức WEP, WPA và WPA2 để mã hóa và bảo mật mạng tương ứng.

13. Ứng dụng

Wi-Fi là lựa chọn thích hợp hơn cho mạng dựa trên kết nối internet và cũng được khuyến khích giao tiếp với nhiều thiết bị phương tiện / giải trí không dây. Người ta có thể dùng Wi-Fi khi trao đổi dữ liệu giữa máy tính và modem, truyền phát nhạc và video trên TV thông qua máy tính hoặc thiết bị đa phương tiện hỗ trợ Wi-Fi.

Giao thức Zigbee được thiết kế để trao đổi dữ liệu, phổ biến hơn trong các mạng dựa trên cảm biến không dây, chẳng hạn như các mạng trong hệ thống tự động hóa gia đình hoặc hệ thống điều phối máy móc công nghiệp.

Qua đó, ta vừa lược qua một số điểm khác biệt giữa Wi-Fi và Zigbee. Hiện nay thì các nghiên cứu đang được tiến hành để giảm mức yêu cầu về năng lượng của các hệ thống dựa trên Wi-Fi để có thể hoạt động ở mức năng lượng thấp như Zigbee. Hơn nữa, một gateway tốt giữa hai giao thức chắc chắn sẽ luôn phục vụ tốt hơn trong việc giao tiếp giữa các thiết bị với nhau, giúp việc truyền dữ liệu mượt và nhanh hơn.