Zigbee, Thread a co stojí mesh
Pod Zigbee, Threadem a Matterem je jedno a totéž rádio: IEEE 802.15.4 na 2,4 GHz, 250 kb/s, šestnáct kanálů po pěti megahertzích. To rádio je nezajímavé; zajímavé je, co se nad ním postavilo — síť, kde si uzly přeposílají zprávy navzájem.
Co mesh koupí
- Dosah bez výkonu. Deset uzlů po padesáti metrech je pět set metrů, a každý z nich vysílá 1 mW.
- Odolnost proti výpadku. Když jeden uzel zmizí, cesta se přesměruje.
- Pokrytí členitého prostoru bez plánování — uzly si topologii najdou samy.
Co mesh stojí
Tohle je ta věta, kterou stojí za to říct nahlas: dlouhý řetěz dobrých spojů je špatný spoj. Deset skoků po 98 % je 81,7 % doručených zpráv. Dvacet skoků po 98 % je 66,8 %.
| skoků | při 98 % na skok | při 95 % | zpoždění |
|---|---|---|---|
| 1 | 98,0 % | 95,0 % | 15 ms |
| 3 | 94,1 % | 85,7 % | 45 ms |
| 5 | 90,4 % | 77,4 % | 75 ms |
| 10 | 81,7 % | 59,9 % | 150 ms |
A stejně tak se násobí zpoždění a vysílací čas: zpráva přes deset skoků obsadí médium desetkrát. V husté síti to znamená, že kapacita neroste s počtem uzlů — klesá, protože každý přidaný uzel je i další přeposílající.
Kde to sedí a kde ne
Mesh je ideální pro statickou infrastrukturu: osvětlení, čidla, ovládání v budově. Uzly se nehýbou, topologie se ustálí a přeposílají ti, kdo jsou napájení ze sítě.
Pro pohybující se roboty je to špatná volba. Topologie se mění rychleji, než ji protokol stihne přepočítat, a každá změna trasy stojí několik zpráv navíc. Robot má být koncový uzel připojený k pevné infrastruktuře, ne článek mesh sítě.
Thread proti Zigbee: stejné rádio, jiná síťová vrstva. Thread nese IPv6 (6LoWPAN), takže se zařízení adresuje přímo z internetu bez překladače; Zigbee má vlastní aplikační model a potřebuje bránu, která rozumí konkrétním profilům. Pro nová nasazení je Thread jednodušší na integraci; Zigbee má za sebou patnáct let zařízení, která existují.