每位物聯(lián)網(wǎng)設計工程師都知道，無線網(wǎng)絡協(xié)議沒有所謂的“一體適用”這回事。而網(wǎng)狀網(wǎng)協(xié)議棧也是如此。

要幫物聯(lián)網(wǎng)應用挑對網(wǎng)狀協(xié)議可能會很費事。各種協(xié)議都有本身獨特的特性和優(yōu)點，依靠使用情況和應用需求而定。開發(fā)人員需要去了解，在耗電、吞吐量、延遲時間、可擴展性、安全性和英特網(wǎng)協(xié)議（IP）聯(lián)機等關鍵層面，各種協(xié)議的表現(xiàn)如何。

Silicon Labs近來針對Zigbee、Thread和Bluetooth mesh，發(fā)表了業(yè)界首份性能基準評比的結果，以比較各種協(xié)議在不同的測試條件和網(wǎng)絡配置下表現(xiàn)得如何。

不出所料的是，網(wǎng)狀性能的結果天差地遠，雖然我們從為期十二個月的測試中也獲得了多項重要發(fā)現(xiàn)。測試是在波士頓的商業(yè)辦公大樓里進行，而且范圍內(nèi)有現(xiàn)成的Wi-Fi和Zigbee網(wǎng)絡。無線測試群集則是部署在走廊、會議室、辦公室和開放區(qū)域。

揭曉勝出者

點擊此處可詳細地檢視基準評比的結果。關鍵要點包括：

? 當承載量小時，Thread、Zigbee和Bluetooth mesh在小型網(wǎng)絡中表現(xiàn)相近。

? 當承載量和吞吐量的需求增加時，Zigbee和Thread的表現(xiàn)優(yōu)于Bluetooth mesh。假如安裝人員以手動來優(yōu)化網(wǎng)絡，把一些路由節(jié)點關閉，Bluetooth mesh的性能在安裝后就能獲得改善。

? 三種協(xié)議的延遲時間全都會隨著網(wǎng)絡規(guī)模擴大而增加，但Bluetooth mesh增加得最多。

? 就大型的Bluetooth mesh網(wǎng)絡而言，把轉送加以優(yōu)化可用來優(yōu)化性能。

? 在使用短信息（<=11B），尤其是多播信息時，Bluetooth mesh運作得最好。

生態(tài)系統(tǒng)、功率和使用情況至關重要

事實上，并沒有哪種網(wǎng)狀協(xié)議真正勝出。依照應用的需求，性能會天差地遠。測試結果凸顯了多個對選對協(xié)議至關重要的因素。例如所選的生態(tài)系統(tǒng)便會大大影響協(xié)議的性能。假如設備制造商想要與固有的生態(tài)系統(tǒng)互通，像是Amazon Echo Plus、Philips Hue或Comcast Xfinity，Zigbee就是最佳選擇。假如沒有指定生態(tài)系統(tǒng)，那就有別的網(wǎng)狀選擇。Thread和Bluetooth mesh是比較新的協(xié)議選項，而且日益風行，在物聯(lián)網(wǎng)方面各具有自成一格的益處。

為了協(xié)助確保是“蘋果對蘋果”的比較，網(wǎng)狀性能的測試全都是用Silicon Labs的Wireless Gecko系統(tǒng)級芯片（SoC）平臺來進行。它可支持Zigbee、Thread和Bluetooth mesh，以及專有協(xié)議。

使用情況在性能的結果上也扮演了要角。所實行的應用是為了安全、方便還是舒適？例如把倉庫里的燈同時打開的能力，或許并沒有照明系統(tǒng)的功耗或是能為倉庫的生態(tài)系統(tǒng)增加更多服務來得重要。

在評價協(xié)議時，耗電是另一個不該忽視的因素。居家和大樓的自動化應用常會兼而采用電池驅動、有線驅動，甚至是能源采集裝置，使網(wǎng)狀協(xié)議的使用情況經(jīng)常顯得迥然不同。

研究結果所彰顯出的事實在于，選擇網(wǎng)絡協(xié)議會受到各式各樣的因素所影響。雖然網(wǎng)狀基準評比的演練揭露了以往無從獲悉的數(shù)據(jù)來輔助這個決定過程，但有了性能數(shù)據(jù)并不代表設計人員就能跳過測試階段。所幸新的基準評比結果是以一連串的應用批注來顯示，其中解釋了基準評比測試的執(zhí)行方法，使開發(fā)人員能復制及操作類似的測試，而不必自行發(fā)明。

整體而言，網(wǎng)狀性能的研究歸結出，網(wǎng)絡規(guī)模、所需延遲時間、預計吞吐量和可靠度是挑選適當協(xié)議時的關鍵因素。值得注意的是，無線系統(tǒng)級芯片供應商所提供的開發(fā)工具會使開發(fā)的容易度和上市時間形成天壤之別。協(xié)議的選擇要夠充裕，加上挑選要符合一定的標準，這或許看似難如登天。但假如設計人員對使用情況有清楚的了解，應用的理想網(wǎng)狀協(xié)議就會顯現(xiàn)。

作者簡介

Tom Pannell是Silicon Labs物聯(lián)網(wǎng)（IoT）產(chǎn)品的高級營銷總監(jiān)，所負責的產(chǎn)品營銷策略涵蓋公司的8位和32位微控制器、無線系統(tǒng)級芯片、無線模塊和傳感器，以及用軟硬件工具和無線協(xié)議堆棧來簡化物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的開發(fā)。Tom是在2011年加入Silicon Labs，之前當過公司的微控制器營銷總監(jiān)，還有美洲的渠道銷售總監(jiān)。在加入Silicon Labs前，Tom曾在Altera和艾睿電子擔任技術領域職位。他是在俄亥俄州代頓的萊特州立大學取得電子工程的科學學士學位，以及在俄亥俄州克里夫蘭的約翰卡羅爾大學取得哲學暨人文科學的學士學位。