Trên thực tế có rất nhiều các giao thức có thể sử dụng khi áp dụng nền tảng Internet of Things IoT. Một số giao thức có thể kể đến như: Zigbee, Z-wave, LoRa hay Wifi,… BKAII cũng có bài viết chi tiết về các giao thức này chia sẻ đến các bạn. Hôm nay với bài viết này BKAII sẽ giúp các bạn làm rõ thêm về Lora và Zigbee qua một vài so sánh tiêu biểu nhé!
Nhắc lại một chút về khái niệm:
LoRa™ (Long Range) là một kỹ thuật điều chế (modulation) dựa trên kỹ thuật Spread-Spectrum là một biến thể của Chirp Spread Spectrum (CSS) duy trì các đặc tính công suất thấp giống như điều chế FSK nhưng làm tăng đáng kể phạm vi truyền thông, giúp truyền khoảng cách xa hơn đáng kể so với các kỹ thuật khác. Kỹ thuật không dây LoRa được phát triển bởi Cycleo SAS và sau này được mua lại bởi Semtech.
Zigbee là công nghệ được xây dựng dựa trên tiêu chuẩn 802.15.4 của tổ chức IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers), định nghĩa hai tầng PHY và MAC.
Băng tần, khoảng cách truyền
Băng tần làm việc của LoRa từ 430 MHz đến 915 MHz cho từng khu vực khác nhau
- 430MHz cho châu Á
- 780MHz cho Trung Quốc
- 433MHz hoặc 866MHz cho châu Âu
- 915MHz cho USA
Các gói tin LoRa có thể truyền xa đến 5 Km trong khu vực thành thị và đến 15 Km ở khu vực ngoại ô với tốc độ dữ liệu khoảng 0,3 đến 22 Kbps (điều chế LoRa) hoặc 100 Kbps (điều chế GFSK). Do đó thường sử dụng ở môi trường ngoài trời như các nông trường, trang trại,…
Còn đối với Zigbee, có kiến trúc nhiều tầng như chuẩn 802.15.4 hoạt động ở 1 trong 3 dải tần sau:
- 915MHz cho khu vực Bắc Mỹ.
- 868MHzcho Châu Âu, Nhật
- 2.4GHz cho các nước khác
Các gói tin ZigBee có thể truyền xa khoảng 10 – 100 m tính từ trạm phát với tốc độ dữ liệu lên đến 20 Kbps (băng tần 868 MHz), 40 Kbps (băng tần 915 MHz) và 250 Kbps (băng tần 2.4 GHz). Vì vậy thường được sử dụng trong các dự án nhà thông minh, hay trong các nhà máy.
Kỹ thuật điều chế
Các module LoRa hiện nay có thể sử dụng kỹ thuật điều chế LoRa, là kỹ thuật dựa trên điều chế Chirp Spread Spectrum (CSS), sử dụng tần số chirp với một biến đổi tuyến tính của tần số theo thời gian để mã hóa thông tin, kỹ thuật này giúp cho độ lệch về tần số giữa bộ phát và bộ thu dễ dàng được loại bỏ trong bộ giải mã và còn giúp miễn dịch với hiệu ứng Doppler. Độ lệch tần số giữa bộ phát và bộ thu có thể lên đến 20% băng thông mà không ảnh hưởng đến hiệu suất giải mã. Ngoài ra, các module có thể chuyển sang sử dụng kỹ thuật điều chế FSK hoặc GFSK tùy nhu cầu. Các tham số dùng để tùy biến điều chế LoRa là: băng thông (Bandwidth – BW), yếu tố lan truyền (Spreading Factor – SF) và tỉ lệ mã hóa (Code Rate – CR).
Đối với công nghệ Zigbee, mọi thông tin truyền đi đều phải được điều chế. Để cải thiện hệ số SNR (signal to noise) của tín hiệu nhận được tại bộ thu, Zigbee sử dụng công nghệ trải phổ DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) kết hợp các kỹ thuật điều chế BPSK và O-QPSK.
Kiến trúc mạng
Với công nghệ LoRa cấu trúc mạng điển hình thường được sử dụng là kiến trúc hình sao. Để hiểu thêm, thông thường kiến trúc của một mạng LoRaWAN được tổ chức như sau: các thiết bị cuối (end-device) giao tiếp với gateway sử dụng kỹ thuật LoRa và giao thức LoRaWAN, gateway sẽ chuyển tiếp gói tin từ thiết bị đến server thông qua Ethernet hoặc Wifi và server sẽ gửi gói tin đến các end-device theo luồng ngược lại.
Zigbee có 3 dạng mô hình mạng có thể sử dụng: hình sao, hình lưới, và hình cây. Mỗi dạng hình đều có những ưu điểm riêng và được ứng dụng trong các trường hợp khác nhau. Nhưng dù ở mạng nào, một mạng Zigbee thường bao gồm các thành phần: coordinator, router và end device.
Tập giao thức
Tập giao thức của LoRa bao gồm các lớp sau: LoRa Application Layer, LoRa MAC Layer, LoRa PHY Layer, LoRa RF Layer
Tập giao thức của Zigbee bao gồm 4 lớp: PHY, MAC, Network và Application. Trong đó, lớp PHY và MAC được định nghĩa theo tiêu chuẩn IEEE 802.15.4 và hai lớp còn lại được định nghĩa bởi tổ chức liên minh ZigBee.
Trên đây là một vài so sánh về hai giao thức Lora và Zigbee. Có thắc mắc hay cần thêm thông tin gì các bạn liên hệ BKAII nhé!
"BKAII - Thiết bị truyền thông TỐT nhất với giá CẠNH TRANH nhất?"