zigbee与蓝牙mesh哪个稳定

蓝牙Mesh, ZIGBEE, THREAD网络性能对比?

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昨天

本文测试数据主要基于SILABS的应用文档"AN1142 - 网状网络性能对比"。针对蓝牙Mesh性能及特点，可参考

蓝牙Mesh网络性能及网络特点总结(一)

蓝牙Mesh网络性能及网络特点总结(二)

目录

三种Mesh网络概述

吞吐率和延时性能对比

网络性能对比

总结

] 1 [ 三种Mesh网络概述

首先，我们看下三种Mesh技术的概览及网络模型，如图1，2，3，4。

图1 - Mesh网络概览

图2 - Thread网络模型

图3 - Zigbee网络模型

图4 - BLE Mesh网络模型

本文的测试，均是Silabs在研发中心实际环境测试，具体可参考上篇文章。

] 1 [ 吞吐率和延迟测试比拼

吞吐率及传输延时的测试在一个稳定的6Hop拓扑下进行(通过衰减器搭建的稳定的6跳网络)，测试节点拓扑如下图。本测试结果主要取决于协议栈本身的PHY及MAC的特性;

图 - 6跳网络示意图

本测试针对未分段8bytes小数据传输下的性能及100Bytes的大数据传输下的数据吞吐率性能进行了验证。分别如图5和图6;我查了下Thread和Zigbee的MAC层结构，都是按照802.15.4的MAC和PHY;由于文档中没有针对具体的数据收发情景做出说明，图5与图6显示Thread能够有更好的结果，大概率与Thread的最终PHY数据包结构有关系;有深入看过协议的朋友可以分享下~

而蓝牙由于分包机制，在大数据包情况下，数据吞吐率，嗯，非常稳定;

图 5 - 8 Bytes吞吐率对比

图 6 - 100 Bytes吞吐率对比

同时，针对小数据包的数据通信延时如图7，这里不得不说，凭什么拿20Bytes的Thread和50Bytes的ZIGBEE对比? 这点不理解?

图 7 - 8 Bytes通信延时对比

接着， SILABS针对4HOP的拓扑下的不同数据长度做了延时的对比，结果如下，简单而言，由于Payload的增大，不同拓扑的分包机制带来的传输延时会成比例增加。当然，我也不理解为什么结果中，ZIGBEE与蓝牙Mesh均是 点状结果+ 预估趋势线而 Thread则是实线? 且Thread分包带来的影响如此之小??

图 8 - 4 Hops下不同数据包延时对比

] 2 [ 网络性能测试

针对Mesh网络实际应用，实际环境下的不同大小网络的性能，也是验证协议栈性能及稳定性，实用性的重要方面;Silabs的网络性能测试，基于如下不同大小的网络，测试100包不同大小数据的传输延时及数据包成功接收比例;

小型网络： 24节点

中型网络：1~48节点

中型网络：2~96节点

大型网络：1~144节点

大型网络：2~192节点

> 24节点网络性能测试

测试结果如下图10，三种网络在约100ms内完成100个数据包的传输，而可以看到的是Thread总体完成时间更快更高效;

图 10- 24节点100Bytes数据包网络性能对比

而如果增大数据包大小，Thread和Zigbee采用50Bytes，蓝牙Mesh 32 Bytes情况下，测试结果如下图11。可以看到Thread还能够在稳定的100ms内完成，而Zigbee时间明显的增加，蓝牙Mesh则呈现出了按时间平均分布的传包率，延时大大增加;从这个结果，结合蓝牙基于Flooding的技术，基因决定蓝牙Mesh适合小数据包?

图 11 - 24节点100Bytes数据包网络性能对比

> 192节点网络性能测试

随着网络增大，存在的冲突会增加，跳数会增加，对应会导致传输延时的增加;192节点小数据包的传输延时如下图12，这里需要注意的是，蓝牙Mesh有~3%的数据包超过250ms才完成传输(有多少传输最终失败就不清楚了，也不明白为什么蓝牙不能是5Bytes)

图 12 - 192节点5 Bytes数据包网络性能对比

随着数据包的增大，分包导致的冲突阻塞，25Bytes下(蓝牙16Bytes)的测试结果如下图13

图 13 - 192节点25 Bytes数据包网络性能对比

] 3 [ 总结

总体来说，本篇应用文档的测试合理性，数据测试及统计具体方法，分析，信息都不够;应用文档里面也有说明，ZIGBEE 他们从2006年开始，Thread从2015，而BLE Mesh从2017，他们针对不同协议的优化程度都不一致;

但是从协议角度看， Thread与Zigbee基于同PHY和MAC，其特性类似;但是蓝牙Mesh由于采用了Flooding技术，其在大网络及大数据包情况下，显得更力不从心;

Mesh网络的性能，稳定性，实用性，不是简单的通过数据吞吐及数据通信延时能够衡量，综上...