5 種 IEEE 協議對比 - ZigBee、WiFi、Bluetooth、BLE、WiMax

原文：Examining 5 IEEE Protocols – ZigBee, WiFi, Bluetooth, BLE, and WiMax

作者：Brian Ray

譯者：安翔

審校：蘇宓，歡迎技術投稿、約稿、給文章糾錯，請發送郵件至[email protected]。

無線技術使得設備在不需要有線電纜的情況下能夠建立網路連接並實現彼此之間的通信，本文將詳細介紹 5 種 IEEE 協議各自的特點。

各種類型的無線網路技術支持設備在沒有電纜的情況下實現設備和設備之間或者設備和 web（TCP/IP 網路）之間的通信。目前有多種不同的無線技術在物聯網（IoT）和機器到機器（M2M）通信領域的硬體產品中得到運用。

電氣和電子工程師協會（IEEE）有七個 802.15 技術任務組。這些組織為個人區域網的常用類型的無線技術設定了標準。這些 802.15 任務組包括：WPAN/藍牙、Coexistence、高速率 WPAN、低速率 WPAN、mesh 網路、體域網和可見光通信。

每個 IEEE 協議都有其獨特的優點和局限性。持續的開發投入使得這些協議的應用價值越來越高，潛力越來越大。

IEEE 802.15.4：ZigBee

LPWAN 是當前無線技術中發展最為迅猛的組織。ZigBee 是一項開放性的全球化標準，專為 M2M 網路而設計。

該技術具有低成本、低功耗的特點，是許多工業應用的理想解決方案。同時具有低延遲和低占空比特性，允許產品最大限度地延長電池壽命。ZigBee 協議提供128位 AES 加密。此外，該技術還支持 Mesh 網路，允許網路節點通過多個路徑連接在一起。

ZigBee 無線技術最常用的應用場景是智能家居設備領域。該技術將多個設備同時連接在一起的能力使其成為家庭網路環境的理想選擇，用戶可以實現智能鎖、燈光、機器人和恆溫器等設備之間的相互通信。

ZigBee 聯盟近期對這項技術進行了標準化，希望連接的兼容性和通用性更強。目前，所有的 ZigBee 設備都無法與其 他不同廠家的 ZigBee 設備直接進行通信。希望標準化的制定能夠糾正這個問題，並且促使這些設備為最終用戶提供統一的功能。

在 Link Labs，我們的許多客戶之前都使用過 ZigBee，但他們發現網路覆蓋範圍和性能問題限制了他們應用程序的功能。

IEEE 802.11：WiFi

WiFi 使用無線電波（RF）來實現兩個設備之間的相互通信。該技術常用於將電腦、平板和手機等設備連接到路由器從而實現上網。 實際上，它可以用於任何兩個硬體設備的連接。WiFi 是由 IEEE 制定的運行在 802.11標準的本地無線網路。

WiFi 既可以使用全球 2.4GHz UHF頻段也可以使用 5GHz SHF ISM 無線電頻段。WiFi 聯盟認證一些產品，允許將其標記為「Wi-Fi 認證」。為了獲得該指定，產品必須通過聯盟的互操作性認證測試。

802.11b、802.11g 和 802.11n 在2.4GHz ISM 頻段上運行。該頻段容易受到一些藍牙設備以及一些微波爐和行動電話的干擾。

在上述兩種頻段上運行的設備都可以在美國運行，無需 FCC 許可證，但仍需要FCC第15部分認證。每個頻道的前六個通道被認為是私有無線電頻段的一部分。

為了更深入的理解，這裡有兩篇文章供你閱讀：關於 WiFI 的 8 個秘密 和 探索未來 WiFi。

IEEE 802.15.1：藍牙和BLE

藍牙和低功耗藍牙（BLE）（有什麼區別?） 是用於短距離數據傳輸的無線技術。該技術經常用於可連接用戶手機和平板的小型設備。例如，該技術多用於各種語音系統。

低功耗藍牙比標準藍牙功率更小，用於健身跟蹤器、智能手錶或者其他連接設備的小型硬體，以實現無線數據傳輸，且不會嚴重影響用戶手機中的電池電量。

BLE 最近才開始被廣泛應用。該技術最初由智能手機製造商諾基亞於2006年推出，但直到2010年才成為藍牙標準的一部分。如今，BLE 被稱為智能藍牙，已經得到了大多數智能手機和電腦製造商的支持，以及大多數主流操作系統包括 Windows 8、OS X、Linux、Windows Phone、Android和iOS的支持。

藍牙使用 UHF 無線電波進行數據傳輸。該技術最初標準化為 IEEE 802.15.1，但如今 IEEE 不再維護該特定標準。

使用藍牙的公司通常隸屬於藍牙特別興趣小組（SIG）。該集團目前擁有超過20,000名成員，並且必須先進行產品認證，然後才能將其作為藍牙設備推向消費者或者商業市場。該認證有助於確保所有藍牙設備以標準化的方式工作，並為消費者提供相似的產品功能。

為了更好地了解藍牙，獲取更多。

IEEE 802.16：WiMax

WiMax 代表的是全球互操作性微波接入技術。這種無線技術允許數據以30-40兆比特/秒的速率傳輸。該技術具體由IEEE 802.16無線家族實現其互操作性。

曾經有幾家移動運營商（特別是Sprint）使用 WiMax 向其客戶提供無線數據。不過目前 Sprint 以及使用該技術的其他運營商已經轉而使用更快的 LTE 4G 網路進行數據傳輸。

WiMax 組織在將設備出售給消費者或企業之前對其進行認證。該技術在室內和室外均可使用，但是相對來說 WiMax 設備通常在室外使用時信號更好。