每位物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計工程師都知道，無線網(wǎng)絡(luò)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(yīng)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(yīng)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(kuò)展性、安全性和英特網(wǎng)協(xié)議（IP）聯(lián)機(jī)等關(guān)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(zhǔn)評比的結(jié)果，以比較各種協(xié)議在不同的測試條件和網(wǎng)絡(luò)配置下表現(xiàn)得如何。

不出所料的是，網(wǎng)狀性能的結(jié)果天差地遠(yuǎn)，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(jìn)行，而且范圍內(nèi)有現(xiàn)成的Wi-Fi和Zigbee網(wǎng)絡(luò)。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(xì)地檢視基準(zhǔn)評比的結(jié)果。關(guān)鍵要點包括：

? 當(dāng)承載量小時，Thread、Zigbee和Bluetooth mesh在小型網(wǎng)絡(luò)中表現(xiàn)相近。

? 當(dāng)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(luò)，把一些路由節(jié)點關(guān)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(luò)規(guī)模擴(kuò)大而增加，但Bluetooth mesh增加得最多。

? 就大型的Bluetooth mesh網(wǎng)絡(luò)而言，把轉(zhuǎn)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(guān)重要

事實上，并沒有哪種網(wǎng)狀協(xié)議真正勝出。依照應(yīng)用的需求，性能會天差地遠(yuǎn)。測試結(jié)果凸顯了多個對選對協(xié)議至關(guān)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(shè)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(fēng)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(jìn)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(jié)果上也扮演了要角。所實行的應(yīng)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(wù)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(yīng)用常會兼而采用電池驅(qū)動、有線驅(qū)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(jié)果所彰顯出的事實在于，選擇網(wǎng)絡(luò)協(xié)議會受到各式各樣的因素所影響。雖然網(wǎng)狀基準(zhǔn)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(shè)計人員就能跳過測試階段。所幸新的基準(zhǔn)評比結(jié)果是以一連串的應(yīng)用批注來顯示，其中解釋了基準(zhǔn)評比測試的執(zhí)行方法，使開發(fā)人員能復(fù)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(jié)出，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、所需延遲時間、預(yù)計吞吐量和可靠度是挑選適當(dāng)協(xié)議時的關(guān)鍵因素。值得注意的是，無線系統(tǒng)級芯片供應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)，這或許看似難如登天。但假如設(shè)計人員對使用情況有清楚的了解，應(yīng)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(fù)責(zé)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(dāng)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(dān)任技術(shù)領(lǐng)域職位。他是在俄亥俄州代頓的萊特州立大學(xué)取得電子工程的科學(xué)學(xué)士學(xué)位，以及在俄亥俄州克里夫蘭的約翰卡羅爾大學(xué)取得哲學(xué)暨人文科學(xué)的學(xué)士學(xué)位。