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-1GHz2.4GHz
СовместимостьБольшое 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 антенныБолее массивные антенны, возможно применение PCB антенн с большим занимаемым местом.В большинстве случаев возможно применение миниатюрных PCB антенн.
Теснота эфираМалое 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 видимостиРадиоволны 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.