2.2 ZIGBEE E BLUETOOTH A CONFRONTO

Il Bluetooth [7] si ritrova ormai integrato in molti PC portatili, palmari e telefoni cellulari; è inoltre integrato in alcuni elettrodomestici: frigoriferi, lavatrici e forni a microonde. Due dei punti più critici del Bluetooth , le interferenze e l’interoperabilità , sono stati in qualche modo affrontati nella versione 1.2 delle specifiche, che prevede algoritmo di “frequency hopping” (salto di frequenza, cioè il cambiamento dinamico

della frequenza di trasmissione) per cercare di risolvere i problemi di interferenze con i prodotti WiFi (IEEE 802.11), WirelessUSB e altri prodotti nella banda dei 2.45 GHz. Altri aspetti critici del Bluetooth sono il consumo di energia e la latenza. Poiché la maggior parte dei sistemi di trasmissione a radiofrequenza riducono il consumo di energia praticamente a zero in fase di riposo, l’elemento chiave per limitare il consumo di energia, e aumentare la vita utile della batteria, è la riduzione della durata e della frequenza delle trasmissioni.

Il Bluetooth, che è un protocollo relativamente complesso (circa 250kbyte di memoria per implementarlo), deve inviare un volume di dati di controllo superiore rispetto ad alcune soluzioni concorrenti. Ciò aumenta la latenza e richiede tempi di trasmissione piuttosto lunghi. In un sistema per il collegamento multipunto-punto a basso costo, come un’interfaccia per PC o un videogioco, il protocollo che viene utilizzato per la rete wireless non dovrebbe certamente consumare più energia di quanto non sia strettamente necessario per trasmettere i dati. Un’altra delle criticità del Bluetooth è il costo. Nelle periferiche per PC, in cui le decisioni sui componenti da utilizzare sono spesso basate sul risparmio di mezzo centesimo per unità, il Bluetooth continua ad avere dei problemi a causa dei suoi elevati costi e complessità. La tecnologia è stata utilizzata in alcuni mouse e tastiere di Logitech e Microsoft, ma parecchi produttori si stanno rendendo conto che progettare usando la tecnologia Bluetooth vuol dire fabbricare dei prodotti decisamente più costosi di quanto gli utenti siano intenzionati a spendere.

Zigbee può essere considerato come un potenziale concorrente nei progetti di periferiche per PC, perché in teoria riduce i costi e prolunga la durata delle batterie, rispetto a Bluetooth. Zigbee richiede 32 kbyte di memoria di programma per implementare tutto il protocollo, il che si riflette positivamente sul consumo (meno dati da trasmettere) ed anche sul costo (il singolo dispositivo necessita di minore capacità di memoria) [7]. La maggiore complessità del Bluetooth si evince anche dal maggior numero di primitive di servizio previste dal protocollo: 131 contro circa 30 della tecnologia concorrente.

I dispositivi Zigbee, quando saranno disponibili, potranno trasmettere su distanze di qualche decina di metri, in condizioni ambientali favorevoli, con una velocità lorda di trasmissione dei dati che può raggiungere i 250 kbps (contro 1Mbps del Bluetooth). Indubbiamente un data-rate ridotto rende inappropriato Zigbee allorché la quantità di informazione da trasferire diventa eccessiva, tuttavia come risvolto positivo si ha la

possibilità di utilizzare della logica di elaborazione meno costosa, in quanto le prestazioni richieste sono meno onerose. La maggiore complessità del protocollo Bluetooth è in effetti legata anche alla possibilità di trasferimento di dati multimediali, voce ed immagini in reti ad hoc: non per niente una tipica applicazione è quella degli auricolari wireless, tenuto conto che lo standard supporta pienamente le trasmissioni bidirezionali real time, che non sono, invece, esplicitamente supportate in Zigbee. Secondo le previsioni, lo schema di indirizzamento Zigbee prevede la possibilità di connettere, in teoria, più di 65.000 nodi (utilizzando una modalità di indirizzamento breve) attraverso un unico coordinatore di rete. In Bluetooth, il dispositivo master gestisce al più otto slave in un’unica piconet ( anche se configurazioni di rete più complesse rendono decisamente meno critico tale aspetto peggiorando, però la latenza).

In definitiva, realizzazioni Bluethooth in semplici applicazioni, richiederebbero un costo del singolo nodo potenzialmemente anche più elevato della periferica collegata (ad esempio un sensore), il che risulterebbe decisamente anomalo; in aggiunta un consumo di potenza eccessivo penalizzerebbe tali sistemi in termini di praticità e di costo per il singolo utente.

Vale la pena, a questo punto, identificare l’esatta collocazione di Zigbee nell’ambito del wireless; viene riportata, a questo proposito una tabella in cui sono riassunte le caratteristiche dei vari standard a confronto. Le speranze dei promotori Zigbee risiedono nella realizzazione di chip CMOS che contengono sia la parte necessaria per l’elaborazione del segnale in banda base che la parte RF, assieme ad un microcontrollore per attuare l’intero protocollo. Si prevede che il costo iniziale dei chip (anche superiore al bluetooth) possa essere considerevolmente ridotto non appena una diffusione globale del nuovo standard renderà possibile una produzione su più larga scala. Una tale possibilità consentirebbe l’attuazione del concetto di “computing ovunque”.

Proprietà Wi-Fi Bluetooth ZigBee UWB

Frequenza 802.11b - 2.4GHz _{802.11 5GHz} 2.4 GHz 868 MHz(in Europa)_{915 MHz(in America)}

2.4 GHz

3.1–10.6 GHz

Data rate _{11 Mbits/s}

54 Mbits/s 1Mbits/s 20 kbits/s 40 kbits/s 250 kbits/s 100-500 Mbits/s Range(m) _{100-50 10 10-100 <10}

Rete _{Punto-Multipunto Piconet ad hoc Ad hoc, stella, peer-to-}

peer, mista

Punto-punto

Complessità _{Alta Alta Bassa Media}

Consumo _{Alto Medio Molto basso Basso}

Applicazi

oni _{trasferimento di file,} Wlan,

collegamento ad Internet senza fili

Auricolari , connessioni a PC portatili,cellulari Controllo di ambienti domestici e industriali; monitoraggio di reti di sensori; giochi ed apparecchiature medicali Applicazioni multimediali (immagini e filmati)

Proprietà UHF Wireless USB IR Wireless Campo Magnetico Vicino Fequenza _{260-470 MHz} 902-928 MHz 2.4 GHz Infrarosso 800-900 nm Accoppiamento magnetico

Data rate _{10-100 kbits/s 62.5 kbits/s 20-40 kbits/s}

115 kbits/s 4 & 16 Mbits/s

64-384 kbits/s

Range(m) _{10 10 1-9 (a vista) 1-3}

Rete _{Punto-punto Punto-punto Punto-punto Punto-punto}

Complessità _{Molto Bassa Bassa Bassa Bassa}

Consumo _{Basso Basso Basso Basso}

Applicazioni _{Accesso remoto}

senza chiavi per l’apertura delle porte

Periferiche PC

Collegamenti a PC Automazione