เราต่างคุ้นเคยกับเทคโนโลยี Wi-Fi กันเป็นอย่างดี ในชีวิตประจำวัน
ไม่ว่าเราจะอยู่ในบ้าน อาคารสำนักงาน หรือร้านกาแฟ เราก็สามารถที่จะเชื่อมต่อกับอินเตอร์เน็ตได้ผ่านทางเครือข่าย Wi-Fi
โปรโตคอล Wi-Fi เป็นมาตรฐานการเชื่อมต่อแบบไร้สายที่ได้รับความนิยมต่อเนื่องมานานหลายปีแล้ว แต่ปัจจุบันกำลังถูกท้าทายด้วยเทคโนโลยีทางเลือกอื่นๆ ที่มาพร้อมข้อได้เปรียบบางประการ หนึ่งในเทคโนโลยีที่ว่าก็คือ Zigbee
แล้ว Zigbee กับ Wi-Fi มีความเหมือนหรือแตกต่างกันอย่างไร แต่ละเทคโนโลยีเหมาะสมกับการใช้งานในรูปแบบไหนบ้าง บทความนี้จะนำเทคโนโลยีทั้งคู่มาขึ้นสังเวียนเปรียบมวย เพื่อไขข้อสงสัยให้กระจ่างแจ้งกันไป
ข้อแตกต่างระหว่าง Wi-Fi และ Zigbee
- มาตรฐานอ้างอิง (IEEE Standard)
Wi-Fi
Wi-Fi เป็นกลุ่มโปรโตคอลที่อ้างอิงการทำงานตามข้อกำหนดเชิงเทคนิคของมาตรฐานในกลุ่ม IEEE 802.11 ซึ่งเป็นมาตรฐานการทำงานด้านระบบ WLAN (Wireless LAN) หรือเครือข่ายแลนไร้สายนั่นเอง
WLAN ย่อมาจาก Wireless Local Area Network มีคำเรียกในภาษาไทยในภาษาไทยที่หลากหลาย เช่น เครือข่ายไร้สายระยะใกล้ / เครือข่ายท้องถิ่นไร้สาย / เครือข่ายไร้สายเฉพาะที่
โดยมาตรฐานในสายตระกูล IEEE 802.11นี้ ยังมีการแตกย่อยออกไปอีกหลายเวอร์ชั่น เช่น
– IEEE 802.11.a
– IEEE 802.11.b
– IEEE 802.11.g
– IEEE 802.11.n (Wi-Fi 4)
– IEEE 802.11.ac (Wi-Fi 5)
– IEEE 802.11.ax (Wi-Fi 6)
– IEEE 802.11.be (Wi-Fi 7)
Zigbee
ในขณะที่เทคโนโลยี Zigbee จะอ้างอิงตามข้อกำหนดเชิงเทคนิคของมาตรฐาน IEEE 802.15.4 ซึ่งเป็นมาตรฐานการดำเนินการด้านระบบ LR-WPAN หรือเครือข่ายไร้สายส่วนบุคคลแบบความเร็วต่ำ
LR-WPAN ย่อมาจาก Low-rate Wireless Personal Area Network
สรุป :
1. Wi-Fi ใช้มาตรฐานในกลุ่ม IEEE 802.11 – แต่ Zigbee ใช้มาตรฐาน IEEE 802.15.4
2. Wi-Fi เป็นเครือข่ายแบบ WLAN – แต่ Zigbee เป็นเครือข่ายแบบ LR-WPAN - องค์กรที่ควบคุมดูแล (Caretaker Alliance)
Wi-Fi
Wi-Fi เป็นเครื่องหมายการค้าของ Wi-Fi Alliance ซึ่งเป็นองค์กรอิสระที่คอยควบคุมดูแล รวมทั้งเป็นผู้ให้การรับรอง (certification) แก่อุปกรณ์ต่างๆ ที่มีความเข้ากันได้ (Interoperable products) ตามมาตรฐานของเทคโนโลยีนี้
องค์กร Wi-Fi Alliance เดิมชื่อ WECA (Wireless Ethernet Compatibility Alliance) ก่อตั้งขึ้นในปี 1999 และได้เปลี่ยนชื่อมาเป็น Wi-Fi Alliance ในปี 2002
Zigbee
Zigbee เป็นเครื่องหมายการค้าขององค์กร CSA (Connectivity Standards Alliance) ซึ่งเดิมชื่อ Zigbee Alliance ก่อตั้งขึ้นในปี 2002
นอกจากมาตรฐาน Zigbee แล้ว ทางกลุ่มยังได้ออกมาตรฐานใหม่ในชื่ออื่นๆ มาอีกหลายมาตรฐาน เช่น Matter เป็นต้น ดังนั้นทางกลุ่มจึงได้เปลี่ยนชื่อเป็น Connectivity Standards Alliance (CSA) ในวันที่ 11 พฤษภาคม 2021 เพื่อสะท้อนการเปลี่ยนแปลงนี้ โดยที่โปรโตคอล Zigbee ยังคงถูกพัฒนาภายใต้ชื่อแบรนด์เดิมต่อไป
สรุป :
1. เทคโนโลยี Wi-Fi กำกับดูแลโดย Wi-Fi Alliance
2. เทคโนโลยี Zigbee กำกับดูแลโดย CSA (ชื่อเดิม Zigbee Alliance) - ย่านความถี่ใช้งาน (Frequency Bands)
Wi-Fi
ส่วนใหญ่แล้ว Wi-Fi ทำงานบนย่านความถี่ 2.4 GHz และ 5 GHz
แต่ในเจเนอเรชั่น Wi-Fi 6E และ Wi-Fi 7 ได้มีการขยายการใช้งานบนย่านความถี่ 6 GHz เพิ่มเติมเข้ามาด้วย
อย่างไรก็ดี ยังมีอีกเจนเนอเรชั่นของ Wi-Fi ที่ยังไม่เป็นที่รู้จักกันมากนักในหมู่ผู้บริโภคทั่วไป นั่นคือ 60 GHz Wi-Fi หรือ WiGig (IEEE 802.11ad และ IEEE 802.11ay) ซึ่งถูกออกแบบมาให้ทำงานบนย่านความถี่ 60 GHz
ชื่อ WiGig มาจากชื่อขององค์กร Wireless Gigabit Alliance ซึ่งก่อตั้งขึ้นในเดือนพฤษภาคม 2009 และได้ประกาศข้อกำหนดฉบับสมบูรณ์ของ WiGig version 1.0 สู่สาธารณะชนเป็นครั้งแรกในเดือนธันวาคมปีเดียวกัน ต่อมามีการประสานความร่วมมือกับทางองค์กร Wi-Fi Alliance เป็นเวลาสองปี กระทั่งถูกผนวกรวมเป็นส่วนหนึ่งของ Wi-Fi Alliance ในเดือนมีนาคม 2013
Zigbee
Zigbee ทำงานบนย่านความถี่ 2.4GHz ในภูมิภาคส่วนใหญ่ของโลก
ยกเว้น สหรัฐอเมริกาและออสเตรเลีย ใช้ย่านความถี่ 915 MHz, ยุโรปใช้ย่านความถี่ 868 MHz และจีนใช้ย่านความถี่ 784 MHz
สรุป :
1. Zigbee ทำงานที่ย่านความถี่ 2.4 GHz (ในภูมิภาคส่วนใหญ่ของโลก)
2. Wi-Fi ทำงานได้ทั้งย่านความถี่ 2.4 GHz และย่านความถี่อื่นๆ (แล้วแต่เจนเนอเรชั่น) - พิสัยความครอบคลุม (Coverage Range)
Wi-Fi
ในขณะที่ Wi-Fi มีระยะการเชื่อมต่อที่กว้างไกลกว่า คือประมาณ 30-100 เมตร
Zigbee
Zigbee มีระยะการเชื่อมต่อครอบคลุมในช่วง 10-30 เมตร (สำหรับการใช้งานแอพพลิเคชั่นโดยทั่วไป แต่ก็อาจมีบางแอพพลิเคชั่นที่สามารถขยายความครอบคลุมได้ถึง 100 เมตร) - ความเร็วในการส่งข้อมูล (Data transfer speed)
Wi-Fi
เทคโนโลยี Wi-Fi แต่ละ generation มีอัตราเร็วในการส่งข้อมูลที่หลากหลายแตกต่างกันไปตามมาตรฐาน IEEE ที่เป็นโปรโตคอลรากฐานของ generation นั้น ๆ เช่น
– มาตรฐาน 802.11 (legacy) มีอัตราเร็วในการส่งข้อมูล สูงสุดอยู่ที่ 2 Mbps
– มาตรฐาน 802.11b มีอัตราเร็วในการส่งข้อมูล สูงสุดอยู่ที่ 11 Mbps
– มาตรฐาน 802.11a และ 802.11g มีอัตราเร็วในการส่งข้อมูล สูงสุดอยู่ที่ 54 Mbps
– มาตรฐาน 802.11n มีอัตราเร็วในการส่งข้อมูล สูงสุดอยู่ที่ 600 Mbps
– มาตรฐาน 802.11ac มีอัตราเร็วในการส่งข้อมูล สูงสุดอยู่ที่ 6.9 Gbps
– มาตรฐาน 802.11ax มีอัตราเร็วในการส่งข้อมูล สูงสุดอยู่ที่ 9.6 Gbps
– มาตรฐาน 802.11be มีอัตราเร็วในการส่งข้อมูล สูงสุดอยู่ที่ 46 Gbps
หมายเหตุ :
1. เป็นอัตราเร็วสูงสุดตามทฤษฎี (theoretical maximum data rate) ตามที่ IEEE ระบุ
2. อัตราเร็วสูงสุดของมาตรฐานตั้งแต่ 802.11n เป็นต้นไป คำนวณภายใต้เงื่อนไขของจำนวน spatial streams สูงสุดที่รองรับในมาตรฐานนั้น ๆ (Maximum speed with maximum spatial streams)
3. ตัวแปรที่มีผลต่ออัตราเร็ว
Zigbee
อัตราเร็วในการรับ-ส่งข้อมูลสูงสุด (maximum data rate) ของ Zigbee คือ 250 Kbps
เมื่อเทียบ Zigbee กับมาตรฐาน IEEE 802.11 (legacy) ที่เป็นมาตรฐานเวอร์ชั่นบุกเบิกของ Wi-Fi แล้ว จะเห็นได้ว่าความเร็วแตกต่างกันอยู่หลายเท่าตัว
อย่างไรก็ดี ความเร็วในการรับส่งข้อมูลที่ต่ำเช่นนี้ ก็เกิดขึ้นตามเจตนารมย์ในการสร้างสรรค์เทคโนโลยี Zigbee ขึ้นมา ซึ่งที่ความเร็ว 250 Kbps ก็เพียงพอสำหรับการส่งสัญญาณควบคุมหรือรับ-ส่งผลลัพธ์จากอุปกรณ์ Sensor ต่าง ๆ ได้เป็นอย่างดี ดังนั้นจึงไม่ใช้ข้อด้อยแต่อย่างใด เป็นการตั้งใจออกแบบความเร็วต่ำเพื่อให้เหมาะสมกับบริบทของการใช้งาน - Bit Time
Bit time หมายถึง เวลาที่ใช้ในการส่งข้อมูลขนาด 1 บิต ภายใต้ data rate ที่กำหนด
Wi-Fi มี Bit time อยู่ที่ 0.00185 µs (ไมโครวินาที)
Zigbee มี Bit time อยู่ที่ 4 µs (ไมโครวินาที) - อัตราการสิ้นเปลืองพลังงาน (Power Consumption)
Wi-Fi
Wi-Fi ไม่ใช่เทคโนโลยีที่ประหยัดพลังงานนัก อุปกรณ์ในระบบ Wi-Fi หากต้องการให้ใช้งานได้เกิน 10 ชั่วโมง ถ้าไม่เสียบปลั๊กก็ต้องมีระบบแบตเตอรี่ที่ดีมาก ๆ
Zigbee
แม้ว่าพัฒนาการของ Wi-Fi เวอร์ชั่นที่ใช้พลังงานต่ำจะเริ่มปรากฏให้เห็นบ้างแล้ว แต่ในภาพรวม เครือข่าย Zigbee ใช้พลังงานน้อยกว่าเครือข่าย Wi-Fi ถึง 4 เท่า จนมีบางคนให้สโลแกน Zigbee ว่าเป็นเทคโนโลยีแบบ “assemble and forget” ซึ่งสื่อความหมายว่า ติดตั้งเสร็จแล้วก็ลืมไปได้เลย เพราะอุปกรณ์ระบบ Zigbee จะทำงานได้ต่อเนื่องได้ไปอีกหลายเดือนหรือเป็นปี โดยไม่ต้องชาร์จแบตหรือเปลี่ยนแบตเตอรี่บ่อยๆ (extremely low power consumption) - Network Elements
Wi-Fi
อุปกรณ์ในระบบเครือข่าย Wi-Fi หลักๆ มีอยู่สองประเภทคือ
– Access Point (AP) ซึ่งทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางการเชื่อมต่อของอุปกรณ์ต่างๆ ในระบบ
– Wireless Client ซึ่งก็คืออุปกรณ์ไร้สายที่เป็นลูกข่าย เช่น เครื่องคอมพิวเตอร์ Laptop, smart phone, smart TV, tablet
อ่านถึงจุดนี้บางคนอาจจะร้องเอ๊ะ บ้านฉันไม่เห็นมี Access Point ตอนสมัครใช้งานอินเตอร์เน็ต บริษัทที่ให้บริการก็เห็นมีแต่ Router มาติดให้
จุดนี้ต้องเข้าใจก่อนว่า เทคโนโลยี Wi-Fi ซึ่งเป็นรูปแบบหนึ่งของเครือข่าย WLAN ไม่จำเป็นต้องเกี่ยวข้องกับสัญญาณอินเตอร์เน็ตแต่อย่างใด แต่หากเราต้องการใช้งานอินเตอร์เน็ตในเครือข่าย Wi-Fi ด้วย เราจำเป็นต้องมี Router เพื่อรับสัญญาณอินเตอร์เน็ตจากผู้ให้บริการ (ISP) เข้ามาในวง Wi-Fi ด้วย ดังนั้น Router ที่บริษัทเอามาติดตั้งให้เรามันก็คืออุปกรณ์ Access Point ที่รวมความสามารถในการเป็น Router เข้าไว้ในตัว เช่น การแจก DHCP หรือทำ Private Network ผ่าน NAT
Zigbee
อุปกรณ์ในเครือข่าย Zigbee จำแนกได้เป็น 3 ประเภท คือ Zigbee Coordinator (ZC), Zigbee Router (ZR) และ Zigbee End Device (ZED) - จำนวนอุปกรณ์ที่รองรับต่อเครือข่าย (Network Size)
Wi-Fi
ตามทฤษฎีแล้ว เครือข่าย Wi-Fi สามารถรองรับการเชื่อมต่ออุปกรณ์ได้สูงสุด 2007 nodes ต่อเครือข่าย (อย่างไรก็ดี ในการใช้งานจริง อุปกรณ์ Router ทั่วไปที่ขายตามท้องตลาดมักรองรับการเชื่อมต่อไม่เกิน 255 อุปกรณ์)
Zigbee
ในขณะที่เครือข่าย Zigbee สามารถรองรับการเชื่อมต่ออุปกรณ์ได้มากกว่า 65,000 nodes ต่อหนึ่งเครือข่าย (ซึ่งเยอะกว่าเครือข่าย Wi-Fi ถึงกว่า 32 เท่า) - มาตรฐานความปลอดภัย (Network Security)
Wi-Fi
เครือข่าย Wi-Fi ใช้โปรโตคอล WEP, WPA and WPA2 สำหรับการรักษาความปลอดภัย
Zigbee
ในขณะที่ Zigbee ใช้การเข้ารหัสข้อมูลแบบ AES (Advanced Encryption Security) และใช้วิธี CBC-MAC (CCM) ในการรับรองความถูกต้อง (Authentication) - Applications
Wi-Fi
Wi-Fi เป็นตัวเลือกที่ได้รับความนิยมมากกว่าสำหรับการสร้างเครือข่ายเพื่อเชื่อมต่ออินเตอร์เน็ต โดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าต้องการความเร็วสูง เช่นในการสตรีมเพลงหรือดูหนัง
Zigbee
ส่วน Zigbee นิยมใช้สำหรับเครือข่ายอุปกรณ์จำพวก wireless sensor เช่นที่ใช้ในระบบ home automation ในครัวเรือน หรือระบบ machine-to-machine (M2M) ในโรงงานอุตสาหกรรม
การเลือกใช้งานให้เหมาะสม
จุดแตกต่างประการสำคัญของ Wi-Fi ก็คือเรื่องอัตราสิ้นเปลืองพลังงานและอัตราเร็วในการรับ-ส่งข้อมูล ถ้าอุปกรณ์ที่คุณจะเพิ่มเข้ามาในบ้านส่วนใหญ่เป็นอุปกรณ์ประเภทที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ ระบบ Zigbee ก็จะช่วยคุณได้มากกว่าในแง่ของการยืดอายุการใช้งานของแบต
ถ้าคุณเป็นบุคคลทั่วไปที่ต้องการแปลงบ้านให้เป็น Smart Home โดยที่บ้านคุณก็มีอุปกรณ์ Wi-Fi Router ที่รับสัญญาณอินเตอร์เน็ตเข้ามาในบ้านอยู่แล้ว การเพิ่มเครือข่ายอุปกรณ์ Zigbee เข้ามาเพิ่ม คุณจำเป็นจะต้องใช้สิ่งที่เรียกว่า Zigbee Gateway เป็นตัวกลางในการเชื่อมต่อระหว่าง Sensor กับ Wi-Fi ภายในบ้าน (พูดง่าย ๆ ก็เหมือนกับล่ามแปลภาษาให้นั่นเอง)
Smart Home ระบบ Wi-Fi : อุปกรณ์จะเชื่อมต่อ Internet ผ่านการกระจายสัญญาณจาก Router ภายในบ้านซึ่งหากไม่มี Internet จะไม่สามารถควบคุมหรือเข้าถึงอุปกรณ์ Smart Home เหล่านั้น เหมาะกับอุปกรณ์ที่มีการรับส่งข้อมูลตลอดเวลา เช่น กล้อง IP camera เป็นต้น
Smart Home ระบบ ZigBee : อุปกรณ์ Smart Home จะต้องเชื่อมต่อผ่านตัวกลาง (ZigBee Gateway) ที่เชื่อมต่อกับ internet โดย gateway สามารถเชื่อต่อกันเป็น Mesh Network ทำให้เราสามารถขยายพื้นที่การส่งสัญญาณออกไปได้ตามต้องการ มีจุดเด่น ในการประหยัดพลังงาน และสามารถใช้งานแบบ Local Network ได้แม้ไม่มีสัญญาณ Internet แต่อย่างไรก็ตามการเชื่อมต่อ
ต้องดูที่ ความต้องการใช้งานของผู้ใช้มากเสียกว่า ถ้าเป็นแค่ระบบเล็ก ใช้เพียงนิด ๆ หน่อย ๆ Wi-Fi ก็ถือว่าเป็นตัวเลือกที่ดี เนื่องจากใช้งานติดตั้งอะไรได้ง่ายกว่า และไม่จำเป็นต้องซื้อ Hub เพิ่มเติมอีกด้วย แต่ถ้าเราต้องการใช้งานแบเป็นจริงเป็นจังเลย ในพื้นที่ใหญ่ มีระบบอะไรที่ซับซ้อนมากยิ่งขึ้น จะขอแนะนำเป็นตัว ZigBee ดีกว่า
ZigBee Network Vs Wifi Network ความแตกต่างคือ Wifi ใช้เพื่อการเชื่อมต่อ Wireless ระยะกลาง เหมาะกับการสื่อสาร Peer-to-Peer แบบ Full/Half Duplex Network หากเปรียบเทียบกันแล้ว ZigbeeNetwork รองรับการสื่อสารที่หลากหลายกว่ายกตัวอย่างเช่น ad-hoc network topologies, mesh, star, cluster tree เป็นต้น นอกจากนี้ยังรองรับ Repeater ฟังก์ชั่น ในระบบ Redundancy อีกด้วย
สามารถติดต่อเราเพื่อขอรายละเอียดเพิ่มเติมได้เลยครับ ยินดีให้คำปรึกษาฟรี
Success Network and Communication
Tel : 02-973-1966
Admin : 063-239-3569
E-mail : info@success-network.co.th