Многие при разработке своих систем передачи данных задаются вопросом: «Что лучше, Sub-1GHz или 2.4GHz».
Давайте попробуем вместе разобраться и каждый выберет свой путь.
Начнем с того, что ассортимент микроконтроллеров с данными частотными диапазонами достаточно широк. Средств разработки и отладки великое множество, как и примеров реализации различных устройств. В этом сложно найти преимущество, если вы начитаете разработку и еще не определились с ядром микроконтроллера.
Давайте выделим основные критерии в таблицу и попробуем их проанализировать.
Особенность | Sub-1GHz | 2.4GHz |
Совместимость | Большое разнообразие производителей, различие в наборе способов модуляции, полнота описания программирования приемо-передатчика. Необходимость разработки собственного протокола передачи данных или использование протоколов производителей приемо-передатчика. | Разделение на 3 класса: — Wi-Fi совместимые (стек протокола TCP/IP реализован в микроконтроллере);- BlueTooth/BLE совместимые (протокол реализован, в основном, программно);- Программные реализации протоколов подобных ZigBee (без поддержки Wi-Fi/BlueTooth/BLE) |
Размер антенны | Более массивные антенны, возможно применение PCB антенн с большим занимаемым местом. | В большинстве случаев возможно применение миниатюрных PCB антенн. |
Теснота эфира | Малое количество устройств, одновременно находящихся в режиме передачи. Простота предсказания времени прохождения данных. | Огромное количество устройств, находящихся в режиме передачи (Wi-Fi/BlueTooth), компенсируется протоколами передачи данных. Сложность предсказания времени прохождения данных. |
Передача данных в условиях непрямой видимости | Радиоволны Sub-1GHz имеют достаточно хорошую способность огибать препятствия. | Низкая способность огибать препятствия. Предметы малого размера создают препятствия. |
Автономность | Время автономной работы может быть очень большим. | Много энергии уходит на создание соединения. Практически отсутствует возможность долговременного ждущего режима. |
Обсудим:
-совместимость.
Диапазон Sub-1GHz теряет привлекательность при разработке таких устройств, как «Интернет вещей» (IoT). В большинстве случаев это будут устройства узкого круга назначения и работающие в своем собственном окружении. Возможно это будет одно управляющее устройство и некоторое количество исполнителей или будет применена технология Mesh. О передачи видео даже думать не стоит.
В то время, как устройства на 2.4GHz смогут использовать «Интернет вещей» и Интернет в целом.
— Размер антенны.
Тут ситуация двоякая. Размер антенны для Sub-1GHz гораздо больше чем для 2.4GHz, но при необходимости передавать данные на большие расстояния может потребоваться установка ретранслятора для частоты 2.4GHz. И преимущество в размере антенны становится сомнительным.
— Теснота эфира.
В современном мире нас постоянно окружают устройства (мобильные телефоны, беспроводные наушники, Интернет-роутеры, телевизоры с функцией SMART, холодильники, роботы-пылесосы и даже розетки и лампы освещения) которые работают с Wi-Fi, BlueTooth или BLE. Все они постоянно находятся на связи. Коллизии, которые возникают при этом решаются соответствующими протоколами.
В Sub-1GHz все намного проще. Сеансы связи более короткие. Размер сообщений небольшой и при помощи системы подтверждения принятых данных обеспечивает достоверность данных.
В дополнение следует отметить, что для полноценной работы протоколов Wi-Fi/BlueTooth/BLE необходимо обеспечить «спаривание» (знакомство) абонентов с «точкой доступа». Бывают случаи, когда эту процедуру достаточно сложно реализовать. А в условиях открытого пространства, например, в поле, горах, на воде потребуется достаточно сложная инфраструктура построения «точки доступа». Отсутствие протоколов высокого уровня в Sub-1GHz позволяет построить радиосеть равноправных абонентов и обеспечить передачу данных на большие расстояния.
— Автономность.
Как вы уже понимаете, что практически все устройства, использующие 2.4GHz будут функционировать в некоторой существующей сети и будут постоянно поддерживать соединение. В то же время устройства Sub-1GHz могут уходить в достаточно глубокий сон и выходить на связь только по мере необходимости. Например, микроконтроллеры компании Texas Instruments основанные на ядре MSP430 способны находиться в спящем состоянии годами.
Что выбрать – решать нужно исходя из целей проекта. Существующие платы TiTAN и TiTAN-I на базе MSP430 предлагают для использования Sub-1GHz диапазон частот. Но уже очень скоро компания TiTAN-Project LLC выпустит новые платы TiTAN на основе MSP432. И тогда у наших потребителей будет полноценный выбор Sub-1GHz или 2.4GHz.