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无线 // 多协议连接 // 网状网络性能学习中心

蓝牙网状网络、Thread 和 Zigbee 网络性能的基准测试

蓝牙网状网络、线程和 Zigbee 是用于为建筑和家庭自动化产品添加无线连结的流行网状网络标准。Silicon Labs 开展了网状网络性能测试,以帮助开发人员更好地了解难以预测的无线行为,使其在设计 IoT 相关产品时能做出更明智的选择。

网络研讨会:蓝牙网状网络、Thread 和 Zigbee 网络性能的基准测试

了解选择合适的网状网络技术的性能结果和附加标准。

立即观看

综合考量网状网络技术

一些网络性能特征,如吞吐量、延迟以及网络规模对扩展性和可靠性的影响等,都是需要考虑的重要因素。在选择技术时也要将其他因素考虑在内,如不同生态系统所用的技术、网关接口和云连接等。

  蓝牙网状网络 Thread Zigbee
市场焦点 照明和家庭自动化 商业/工业 家庭自动化、照明、计量
成熟度 建立于 2017 年
建立于 2015 年 建立于 2003 年
应用层
本地网状网络模型 为 dotdot、OCF 和 Nest Weave 等基于 IP 的应用层提供灵活支持 全面的 Zigbee 簇库 (ZCL)
IPv6
否 是 否
云连接
智能手机(暂时)网关 边界路由器网关 网关
生态系统
无 Nest Amazon、IKEA、Phillips HUE、Samsung SmartThings、Lowes Iris、Wink、Cox、Rogers、Deutsch Telekom (Qivicon) 等
路由
受控泛洪式 全路由 全路由
其他备注
信标、直接电话连接 — 最成熟

白皮书:选择适当的无线网状网络技术

综合考量技术实力、在市场中的成熟度、既定部署等关键因素,以确定可满足您需求的适当技术。

了解更多

网状网络标准的性能比较

基准要求

  • 利用有各种蓝牙、Wi-Fi 和 Zigbee 网络活动的现实环境
  • 利用以太网反向通道和数据包追踪在网络中的所有节点同步时间戳
  • 测量不同吞吐量和延迟配置下的性能
  • 将能量测量和无线流量相关联,提升系统特性

结果概述

  • 小型有效载荷的小型网络中,Thread、Zigbee 和蓝牙网状网络的性能均不相上下
  • 需要增加有效载荷和吞吐量时,Thread 和 Zigbee 的性能优于蓝牙网状网络
  • 随着网络规模增大,这三种网状网络的延迟都会增加,其中蓝牙网状网络增加的延迟最大
  • 选择 IoT 无线连接解决方案还应考虑其他标准,如预期的生态系统和功耗要求等
  • 针对大型蓝牙网状网络,可利用延迟优化来优化性能
  • 蓝牙网状网络最适用于使用短信息 (<=11B) 的情形,尤其当使用多播消息时


测试网络性能

这些测试使用了 Silicon Labs 的无线 Gecko SoC 平台进行,该平台可运行蓝牙网状网络、Thread、Zigbee 和各种专有协议。此外,还利用了 Silicon Labs 蓝牙网状网络、Thread 和 Zigbee 软件协议栈。测试环境是一座覆盖活跃 Wi-Fi 和 ZigBee 网络的商务办公楼。无线测试集群部署于走廊、会议室、办公室和开放区域。



基准测量结果

×

100 字节有效载荷下的吞吐量

  • 典型网络包括两至三跳
  • 跳数不同,吞吐量也相应不同
  • 跳数越多,协议性能会趋于相似
  • 蓝牙网状网络小数据包有效载荷会使吞吐量降低


四跳后的延迟

  • 对于极小型有效载荷,所有协议的延迟都十分相似
  • 随着有效载荷的增加,Thread 碎片化 (6LowPAN) 的效率和延迟性能逐渐达到最佳
  • Zigbee 效率出色,但存在部分应用层碎片化
  • 随着有效载荷的增加,蓝牙网状网络延迟会降低,这是因为数据包较小,并且会导致碎片化
×


×

小型有效载荷的小型网络

  • 所有三个峰值都低于 50 ms
  • 所有扩展最大可达到 90 ms,但都在 200 ms 的市场目标下
  • 所有协议的多播都具有极高的可靠性


中型有效载荷的小型网络

  • Thread 性能最佳,延迟最大为 100 ms
  • Zigbee 性能良好,大部分数据包的接收有 80 ms 延迟,扩展最大为 130 ms
  • 蓝牙网状网络延迟的变化幅度最大,为 20 至 200 ms
×


×

小型有效载荷的大型网络

  • Thread 性能最佳,延迟最大为 100 ms
  • Zigbee 性能良好,大部分数据包的接收有 80 ms 延迟,扩展最大为 130 ms
  • 蓝牙网状网络延迟在 60 ms 达到高峰,扩展超过 250 ms
  • 所有 192 个节点都是蓝牙网状网络继电器,未使用继电器优化


中型有效载荷的大型网络

  • Thread 性能最佳,延迟扩展最大为 100 ms
  • Zigbee 性能良好,大部分数据包的接收有 80 ms 延迟,扩展最大为 130 ms
  • 蓝牙网状网络延迟在 60 ms 达到高峰,扩展超过 250 ms
  • 所有 192 个节点都是蓝牙网状网络继电器,未使用继电器优化
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应用说明

蓝牙网状网络性能

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应用说明

Thread 网络性能

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应用说明

Zigbee 网络性能

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应用说明

网状网络性能比较

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