Zigbee
직비는 저가, 저전력 무선 메시 네트워크의 표준이다. 저가라는 특성으로 인해 무선 제어 및 모니터링 등의 목적으로 광범위한 영역에 다량으로 배치하는 것이 가능하다. 저전력 특성은 동작 수명을 연장하며 베터리의 크기를 축소할 수 있게 한다. 메시 네트워킹을 통해 높은 신뢰성과 넓은 범위 확장을 제공할 수 있다. 직비 칩 제조사들은 일반적으로 60~256KB 용량의 플래시 메모리를 장착한 라디오 및 마이크로컨트롤러 통합 제품을 생산하여 판매한다.
직비는 산업, 과학, 의학용 무선 주파수(ISM 밴드)에서 동작한다. 유럽에서는 868 MHz, 미국 및 오스트레일리아에서는 915 MHz, 그리고 세계 대부분 지역에서 2.4 GHz 무선 주파수를 사용한다. 데이터 전송 속도는 868 MHz 주파수 대역에서 초당 20 킬로비트, 2.4 GHz 주파수 대역에서 초당 250 킬로비트 정도이다.[4]
직비는 2003년 버전 IEEE 802.15.4 표준의 물리 계층 및 매체 접근 제어를 바탕으로 하여 저속 개인 통신망 용도를 위해 만들어졌다. 기존 표준의 두 계층 위에 네트워크 계층, 애플리케이션 계층, 직비 장치 객체(ZigBee device objects, ZDO) 및 생산자 정의 애플리케이션 객체의 4개 요소가 추가된 것이 직비 표준이다. 이 중 생산자 정의 애플리케이션 객체는 생산자별 커스터마이징 및 통합 칩셋 설계를 용이하게 하는 역할을 한다.
직비 표준이 기존 표준들에 비해 가지는 가장 뚜렷한 장점은 ZDO의 도입이다. 이 요소는 장치의 역할 수행, 네트워크 참여 요청 관리, 장치 검색 및 보안 등과 관련한 여러 가지 기능을 담당한다.
직비는 최초 설계시 전력선 통신은 염두에 두지 않았으나, 스마트 미터 및 스마트 가전기기를 위한 인터페이스는 고려되었다.
직비 노드는 30ms 또는 그 이하의 시간 이내에 절전 상태에서 활성화 상태로 전환이 가능하기 때문에, 약 3초가 소요되는 블루투스의 웨이크업 기능에 비해 대기 시간이 짧고 응답성이 뛰어나다.[5] 직비 노드는 대부분의 동작 시간동안 절전 상태에 머무를 수 있기 때문에 평균 전력 소모가 낮고, 이에 따라 긴 베터리 수명의 확보가 가능해진다.
스마트홈에 사용되는 근거리무선통신기술 프로토콜 중 하나로 정식명칭은 지그비이다. 삼성 SmartThings의 SmartThings Hub와 같은 허브 중심의 사물인터넷 플랫폼에서 대표적인 통신규격으로 쓰이고 있다.
- ZigBee Home Automation ( ZHA)
- ZigBee Light Link ( ZLL)
- ZigBee Smart Energy (ZSE)
- ZigBee Building Automation (CBA)
- ZigBee Telecom Services (ZTS)
- ZigBee Health Care (ZHC)
- ZigBee Remote Control (ZRC)
- ZigBee Input Devices (ZID)
- ZigBee Retail Services (ZRS)
장점
- 저전력 소비: Zigbee 네트워크에서 작동하는 노드는 작동 주기가 짧고 전송/수신 효율성이 낮으며 에너지 절약을 위해 절전 모드를 채택합니다.
- 안정적인 전송 및 강력한 간섭 방지: Zigbee는 확산 스펙트럼 DSSS 기술을 사용하여 무선 전송의 신뢰성을 향상시킵니다. 한편, MAC 계층에는 데이터 확인 메커니즘이 포함되어 있어 신뢰성이 더욱 향상됩니다.
- 단순화된 프로토콜: Zigbee는 블루투스(블루투스의 XNUMX분의 XNUMX 미만)에 비해 프로토콜을 크게 단순화하여 통신 컨트롤러에 대한 요구 사항을 줄이고 구현을 더 쉽게 만듭니다.
- 높은 보안 성 : Zigbee는 보안을 강화하기 위해 네트워크 연결 과정에서 AES-128/64/32와 같은 암호화 알고리즘과 설치 코드 메커니즘을 활용합니다.
- 낮은 데이터 속도: Zigbee는 20~250kbps 범위의 데이터 속도에서 작동합니다. 특정 속도는 250GHz에서 2.4kbps, 40MHz에서 915kbps, 20MHz에서 868kbps입니다.
- 장거리: Zigbee는 10~100미터의 전송 범위를 제공합니다. 전송 전력을 높이면 1~3km의 통신 거리를 달성할 수 있습니다.
- 유연한 작동 주파수: Zigbee는 2.4GHz 대역을 비롯해 868MHz 대역(유럽), 915MHz 대역(미주)에서 작동하며 모두 라이선스가 필요 없는 주파수 대역입니다.