MistMesh与其他通讯技术对比

MistMesh是自主研发的自组网通讯协议栈,基于国际标准IEEE802.15.4的物理层。它最初的设计部署于边境控制,由于其设计重点不同,和我们日常使用消费通讯技术存在一些区别。

何为自组网 (Ad-hoc)

自组网原始语义代表着对等、无中心网络。即即便没有中心接入节点,也可以组建成网络。继而意译为自己组织的网络,具有自组网、自愈合的特点。

技术优势

  • MistMesh的PHY物理层利用了IEEE802.15.4的CSMA/CA,可以通过随机回退避免报文冲撞;
  • MistMesh的MAC媒体访问层采用了TDMA方式,即把若干节点组建成节点簇,每个簇内部采用CSMA/CA方式,但是簇之间采用TDMA进行时间划片,减少了传统MAC层的隐藏节点问题,简化了MAC调度算法,同时也规避了过于频繁的报文碰撞;
  • MistMesh的NWK网络层采用了行业标准AODV协议;
  • MistMesh的应用层设计可以减少固件的开发种类的和定制工作量。
  • MistMesh正在首枚国产芯片上移植,并计划移植到更多国产芯片上。实现完全自主可控的“芯片+协议”解决方案。
  • MistMesh支持ECC/AES行业标准安全算法。
  • MistMesh同样提供网关和服务器实现针对特定场景和行业的交钥匙工程。

劣势与对策

  • MistMesh PHY层目前是窄带系统,整个网络共享250kbps带宽。计划引入新的物理层和频段;
  • MistMesh 应用层还不是开放系统。计划通过升级改造将应用层打造成为一个开放应用生态;
  • MistMesh 还缺乏足够的市场知名度,计划通过建立标准化组织、落地场景和生态建设打开市场知名度。

分类对比

  • Zigbee,窄带,配网时中心化,使用时,和MistMesh采用同样的物理层,但是MAC/NWK不同;
  • BLE,窄带,基于广播方式的网络,且不同供应商的BLE Mesh都自成体系;
  • WiFi,宽带,中心化系统,功耗比较高;
  • 5G,移动宽带,用于移动终端接入;
  • NB-IoT,基于移动运营商基站的窄带5G标准,终端固件升级很困难,需要借助BLE,同时营业费用很高;
  • LoRaWAN,长距离低速率窄带,物理层很有特点,可以实现长距离通讯,主要用于中心化网络。100%美国技术。

MistMesh vs Zigbee

MistMesh与Zigbee非常类似,主要区别在访问控制中,MistMesh采用TDMA分簇,带宽利用率更高。MistMesh无需人工干预,既可以自己组成网络,组网更加容易。Zigbee的开放度要比MistMesh更高。

对比项目 MistMesh Zigbee
物理收发 IEEE802.15.4 IEEE802.15.4
网络带宽 250kbps 250kbps
访问控制 CSMA/CA+TDMA 全网CSMA/CA
网络路由 AODV Cluster Tree/AODVjr
设备角色 网关/设备/叶子设备 NCP网关/FFD/RFD
功耗 5~10mA 100mA
连接设备数 1000+ 200
工作距离 20dBm 1000m单跳 20dBm 1000m单跳

目前Zigbee是MistMesh的主要对标标准。Zigbee目前最主要的还是智能照明和智能家居。MistMesh则占据智能街灯、智能办公照明场景。同时通过提高开放度,进入智能家居市场。

MistMesh vs BLEMesh

BLEMesh,实际上存在多个彼此不兼容的实现。主要的实现方式还是基于BLE本身的GATT协议进行广播。BLEMesh本身并没有路由表,容易内爆。但是BLE的最大优点在于移动设备的加持,同时支持AOA/AOD的定位算法。所以发展非常快。

对比项目 MistMesh BLEMesh
物理收发 IEEE802.15.4 BLE PHY 1M/2Mbps
网络带宽 250kbps 1~2Mbps
访问控制 CSMA/CA+TDMA TDD slot
网络路由 AODV Managed broadcast,无路由算法
设备角色 网关/设备/叶子设备 Friend/Leaf
功耗 5~10mA 20mA
连接设备数 1000+ 64
工作距离 20dBm 1000m单跳 0dBm 10~50m单跳

H-IoT的H1002支持BLE/MistMesh/Zigbee三种协议。

MistMesh vs WiFi

WiFi属于短距离的宽带局域网组网技术,能够提供高速低延时的通讯,多以无线AP为中心组网,应急情况下采用对等网络,WiFiMesh刚刚推向市场。

WiFi和MistMesh不构成竞争关系,可以通过WiFi网络扩展更大的MistMesh网络。但一旦低功耗WiFi和WiFiMesh推出后,可能会出现网络应用场景的冲突。

对比项目 MistMesh WiFi
物理收发 IEEE802.15.4 IEEE802.11
网络带宽 250kbps 54~600Mbps
访问控制 CSMA/CA+TDMA CSMA/CD
网络路由 AODV IP路由
设备角色 网关/设备/叶子设备 设备/交换机/路由器/AP
功耗 5~10mA 100mA
连接设备数 1000+ 10+
工作距离 20dBm 1000m单跳 10~50m单跳

MistMesh vs 5G LTE

5G LTE属于移动高速蜂窝技术,属于短距离的宽带联网,单个基站覆盖范围有限,需要铺设大量5G微蜂窝基站。而MistMesh单一基站可以铺设很大面积,且形状不限,但是整体带宽较窄。

MistMesh本身和5G不构成竞争关系,可以MistMesh实现本地组网,通过5G终端接入服务器,构成更大网络。

对比项目 MistMesh 5G LTE
物理收发 IEEE802.15.4 LTE Radio
网络带宽 250kbps Gbps,视基站带宽和连接设备数而定
访问控制 CSMA/CA+TDMA TDD/FDD/SDD不同组合方式
网络路由 AODV IP路由
设备角色 网关/设备/叶子设备 微基站/终端设备
功耗 5~10mA 1000~4000mA
连接设备数 1000+ 同一基站可以连接设备有限
工作距离 20dBm 1000m单跳 100m

MistMesh vs NB-IoT

NB-IoT属于4G/5G标准,属于长距离窄带联网,单个宏基站可以覆盖很大面积,但是海量数据主要通过低占空比实现,大多数情况下都是休眠状态。不支持长连接。单台设备分到的带宽非常有限,固件升级困难,系统运营费用较高。

MistMesh可以是NB-IoT的很好补充,增加带宽和升级能力,降低整体长期营运费用。

对比项目 MistMesh NB-IoT
物理收发 IEEE802.15.4 CAT-NB
网络带宽 250kbps 160~250kbps
访问控制 CSMA/CA+TDMA TDD/FDD/SDD不同组合方式
网络路由 AODV IP路由
设备角色 网关/设备/叶子设备 宏基站/终端设备
功耗 5~10mA 200mA
连接设备数 1000+ 并发连接设备有限,通过睡眠接入海量设备
工作距离 1km+ 1~10km+

MistMesh vs LoRaWAN

LoRaWAN属于Semtech的企业标准,属于长距离窄带联网,和NB-IoT是竞争关系。海量数据主要通过低占空比实现,大多数情况下都是休眠状态。不支持长连接。单台设备分到的带宽非常有限,固件升级困难,系统运营费用不高,但是需要系统集成商对于基站营运有很成熟的经验和平台。

MistMesh也可以是LoRaWAN的很好补充,增加本地网内带宽和升级能力,降低整体运维费用。

对比项目 MistMesh LoRaWAN
物理收发 IEEE802.15.4 Semtech PHY
网络带宽 250kbps 300b~9600bps
访问控制 CSMA/CA+TDMA TDD
网络路由 AODV 中心化,无路由
设备角色 网关/设备/叶子设备 交换机/基站/终端
功耗 5~10mA 100mA
连接设备数 1000+ 并发连接设备有限,通过睡眠接入海量设备
工作距离 1km+ 1~10km+

MistMesh vs SUN

SUN是Smart Utility Network的缩写,也是一种Mesh网络,最初起源于Zigbee,但是采用了不同的PHY物理层。主要在日本电网中得到了应用。

MistMesh vs Sigfox

Sigfox是FSK长距离通讯,采用中心基站的模式接入。

MistMesh vs Thread

Thread是基于IEEE802.15.4的6LowPAN实现。所以支持大量的TCP/IP通讯。