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XBee vs. Zigbee : 간단한 비교 가이드

Rob Faludi, Head of Product, Perceptive Things
December 23, 2020



XBee와 Zigbee는 몇 가지 공통점을 가지고 있으며 관계를 공유합니다. XBee는 라디오 모듈 제품군이며 Digi International의 등록 상표입니다. Zigbee는 무선 통신 프로토콜이며 Zigbee Alliance의 등록 상표입니다. 많은 사람들이 이 두 이름을 혼동하는데, 둘 다 무선 네트워킹에 관여하고 있고 그들의 브랜드에 "Bee"를 가지고 있기 때문입니다. 하지만 이 둘은 상당히 다릅니다. XBee와 Zigbee를 비교하여 그들이 무엇인지, 그들이 어떻게 다른지, 그리고 그들의 관계를 더 잘 이해하도록 하겠습니다.

Zigbee는 저전력 로컬 영역 무선 메쉬 네트워킹을 위한 무선 통신 프로토콜로, 표준 기반이며 글로벌 주파수에서 작동합니다. 일반적으로 홈 오토메이션, 스마트 에너지, 무선 감지 및 산업 자동화에 사용됩니다.

XBee는 Digi International의 기기 제품군을 가리키는 브랜드 이름입니다. Digi XBee 무선 모듈은 공통 폼 팩터, 표준 호스트 인터페이스, 지원 툴 및 소프트웨어, Wi-Fi, LTE 셀룰러, DigiMesh 및 Zigbee를 포함하여 선택할 수 있는 프로토콜 그룹을 공유합니다. 따라서 Zigbee 프로토콜을 실행하는 XBee 모듈이 있지만 모든 XBee가 Zigbee이거나 그 반대인 것은 아닙니다.

Zigbee 개요

Zigbee 프로토콜은 블루투스가 표준으로 지정된 통신 방식인 것처럼 표준으로 지정된 통신 방식 중 하나입니다. Zigbee를 완전히 지원하는 모든 제조업체의 장치는 다른 회사의 Zigbee 장치와 통신할 수 있습니다. 애플사가 만든 Beats Bluetooth 헤드셋이 삼성이 만든 갤럭시 스마트폰과 연결될 수 있는 것처럼, G.E.의 모든 Zigbee 조명 스위치는 필립스사의 Zigbee 램프나 다른 Zigbee 인증 장치와 통신할 수 있습니다. 

훌륭한 케이크에서 각각의 계층을 볼 수 있는 것처럼, 강력한 네트워크 프로토콜도 모두 계층에 관한 것입니다. 각 계층은 한 계층의 구현 변경으로 인해 다른 계층의 변경이 필요하지 않도록 충분한 독립성을 갖춘 특징과 기능을 추가합니다. Zigbee는 네트워크 시작, 주소 확인 및 패킷 라우팅과 같은 무선 네트워킹을 정의하는 프로토콜 계층입니다. 또한 조명 제어, 스마트 에너지 시스템 관리 또는 환경 모니터링과 같은 사물에 대해 사전 정의된 통신 방법을 사용하여 특정 어플리케이션을 구현하는 방법을 지정합니다. 

고급 기능을 지원하는 Zigbee 하위 계층은 IEEE 802.15.4로 알려져 있습니다. 이것은 무선 스펙트럼이 사용되는 방법과 안정적인 전송을 촉진하는 기타 여러 작업을 정의하는 일련의 표준 규약입니다. Digi의 XBee 브랜드 무선 모듈은 Zigbee를 사용할 수 있으며, 또한 Zigbee를 사용하지 않고 구성할 수 있습니다. 802.15.4를 기본 형식으로 구성할 수도 있습니다. 

지그비 자체는 세 가지 중요한 특징을 가지고 있습니다:
1. 메쉬 라우팅 - 하나의 라디오가 최종 목적지로 가는 도중에 일련의 다른 라디오를 통해 메시지를 전달하는 방법을 정의하는 라우팅 테이블을 사용합니다.
2. 애드혹 네트워크 생성 - 사람의 개입 없이 전체 무선 네트워크를 즉시 생성하는 자동화된 프로세스입니다.
3. 자체 메시 복구 - 하나 이상의 라디오가 네트워크에서 누락되었는지 자동으로 파악하고 네트워크를 재구성하여 손상된 경로를 복구합니다. 

모든 Zigbee 네트워크는 무선 모듈 또는 노드에 서로 다른 역할을 할당합니다. 역할 구분은 아래와 같습니다.:
1. 코디네이터

​이 라디오는 네트워크를 형성하고 주소를 배포하며 네트워크를 정의하고, 보안을 설정하고, 네트워크를 정상 상태로 유지하는 기타 기능을 관리합니다. 각 네트워크는 코디네이터에 의해 구성되어야 하며 네트워크에 코디네이터가 하나만 있어야 합니다.
2. 라우터

라우터는 완전한 기능을 갖춘 Zigbee 노드입니다. 기존 네트워크에 접속하여, 정보를 보내고, 정보를 받고, 정보를 라우팅할 수 있습니다. 라우팅은 너무 멀리 떨어져 있어 정보를 스스로 전달할 수 없는 다른 장치 간의 통신을 위한 메신저 역할을 하는 것을 의미합니다. 라우터는 항상 켜져 있어야 하므로 일반적으로 상시 전원을 요구합니다. Zigbee 네트워크에는 일반적으로 여러 개의 라우터 라디오가 있습니다.
3. 앤드 디바이스 ​

​앤드 디바이스는 기본적으로 라우터에서 분리된 버전입니다. 네트워크에 접속하고 정보를 주고받을 수 있지만, 그게 전부입니다. 다른 장치 간에 메신저 역할을 하지 않기 때문에 저렴한 하드웨어를 사용할 수 있고 간헐적으로 전원을 차단하여 일시적으로 무응답 절전 모드로 전환하여 에너지를 절약할 수 있습니다. 앤드 디바이스는 네트워크에 접속하고 메시지를 저장하기 위해 항상 라우터 또는 코디네이터가 상위 장치가 되어야 합니다. Zigbee 네트워크에는 여러 개의 앤드 디바이스가 있을 수 있습니다. 

Zigbee가 사용된 XBee

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Zigbee는 공유된 프로토콜이므로 많은 제조업체에서 칩과 모듈을 사용할 수 있습니다. 그렇기 때문에 칩 또는 모듈의 표준화는 그 가치를 결정하는데 핵심 부분입니다. Digi XBee의 Zigbee가 특별한 이유는 무엇일까요? 무엇보다도, Digi는 최고의 엔지니어링 품질과 Zigbee Alliance의 상호 운용성을 완벽하게 인증하도록 우수한 성능을 구현하였습니다

표준화된 호스트 인터페이스는 빠르고 이해하기 쉬운 구성, 제어 및 통신을 촉진합니다. 사용자는 사람이 읽을 수 있는 간단한 AT 명령 또는 견고한 기계 대 기계 상호 작용을 구현하는 구조화된 API 중에서 선택할 수 있습니다. 또한 다양한 모듈 폼 팩터로 인하여 Digi XBee는 소켓에 장착되거나 탈부착이 가능하거나 PCB에 영구적으로 납땜될 수 있습니다. 이 외에도 표준 폼 팩터 중 XBee의 성능을 손톱보다 작은 모듈로 구현한 아주 막은 마이크로 크기의 모듈로도 선택할 수 있습니다. 

Digi는 보안 부팅, 보안 ID 및 개인 정보 보호를 포함한 TrustFence 보안 프레임워크를 모듈에 계층화합니다. 각 모듈은 사용자가 프로그래밍할 수 있으므로 별도의 마이크로컨트롤러 없이도 어플리케이션 로직, 센서 입력, 전원 관리 등을 지원합니다. 마지막으로, 향후 프로젝트의 일부를 다른 통신 프로토콜로 이동해야 하는 경우 모듈 설치 공간, 폼 팩터, 호스트 인터페이스 또는 임베디드 프로그램을 변경할 필요가 없습니다. 따라서 표준 간의 변경이 수월해집니다. 

이제 Digi XBee 제품군에 대해 자세히 살펴보고 이 기능이 어떻게 사용되는지 알아보겠습니다. 

XBee 개요 

XBee 무선 주파수(RF) 모듈은 Digi International Inc.에서 생산합니다. 이러한 모듈을 통해 특히 스마트 시티, 정밀 농업, 산업 자동화, 센서 네트워크, 의료 기기 및 자산 추적 어플리케이션에 사용되는 무선 기술을 전자 기기에 쉽고 비용 효율적으로 배치할 수 있습니다. 

완벽한 에코시스템 

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Digi XBee는 사전 인증되고 프로그래밍 가능한 무선 모듈은 물론 게이트웨이, 어댑터 및 소프트웨어로 구성된 완전한 시스템의 일부입니다. 모두 글로벌 무선 구축을 위하여 무선 개발을 가속화하도록 설계되었습니다. 

Digi XBee 에코시스템은 개발자에게 장치, 어댑터 및 게이트웨이 간의 무선 통신에 대하여 신속하게 구축할 수 있는 모든 범위의 드롭인 네트워킹 솔루션을 제공합니다. 소켓 하나를 사용하면 전 세계의 장치 네트워크에 연결할 수 있습니다. 미래에 대비할 수있는 설계를 할 수 있으며 새로운 무선 기술이 등장할 때 보장받을 수 있습니다. 

다음은 Digi XBee 모듈의 몇 가지 주요 기능입니다.
• Digi XBee 3.0 모듈은 Zigbee, Wi-Fi, Bluetooth, 802.15.4, DigiMesh, 868MHz, 900MHz, Cellular LTE Cat1, LTE-M 및 NB-IoT를 포함한 여러 프로토콜을 지원하는 모듈 하나로 구성할 수 있습니다.
• 모든 Digi XBee 모듈은 공통 명령 언어 및 통신 인터페이스를 지원하므로 프로토콜 간 전환이 쉽고 물리적 또는 논리적 변경 없이 수행할 수 있습니다. 이러한 유연성은 제조 및 엔지니어링 비용을 낮추고 OEM에게 로드맵을 신속하게 확장할 수 있는 기능을 제공합니다.
• 모든 XBee 모듈은 공통 핀 레이아웃을 공유하며 호환되는 설치 공간으로 사용할 수 있습니다. Digi XBee 모듈은 Through-hole, Surface-mount 및 Mirco의 세 가지 폼 팩터로 사용할 수 있으며, 각 폼 팩터는 안테나 옵션을 선택할 수 있습니다.
• Digi XBee 모듈은 여러 지역에서 사전 인증되므로 개발자는 더 낮은 비용으로 신속하게 시장에 출시할 수 있습니다.
• Digi Remote Manager를 사용하여 Digi XBee 장치를 모니터링, 관리 및 업데이트할 수 있으며, 이를 통해 대규모 펌웨어 업데이트, 자동화, 알림 및 보고를 수행할 수 있습니다. 

Digi XBee 3: 차세대 XBee 

업계 최고의 임베디드 기술을 기반으로 구축된 Digi XBee3 시리즈는 쉽고 유연한 무선 연결로 자유로운 디자인을 제공합니다. Digi XBee3 모듈은 크기, 중량 및 전력 등 모든 등급에서 장점을 제공합니다. 

마이크로 타입은 소형 및 휴대용 응용 프로그램에 이상적입니다. 향상된 MicroPython 프로그램 기능을 통해 센서 정보 처리, 전력 사용량 감소, Digi XBee3을 주요 장치 프로세서로 사용 등 네트워크 측면에서 컴퓨팅 작업을 손쉽게 수행할 수 있습니다. 

Digi XBee 3 모듈 아키텍처는 광범위한 호환성으로 무선 연결을 빠르게 활성화하고 확장할 수 있습니다. 표준 Digi XBee 인터페이스는 이전 버전의 XBee와 호환성을 지원하도록 보존되어 있으며, SPI 및 기타 향상된 기능이 추가되어 유연성이 향상되었습니다. 

Digi의 강력한 하드웨어, 오랜 테스트를 거친 펌웨어, 고가용성, 원격 업데이트 및 온라인 관리 툴 은 모두가 신뢰할 수 있는 시스템을 만듭니다. 전 세계 고객들은 고품질 제조와 긴 제품 수명 주기에 대한 Digi의 안정성에 의존하고 있습니다. Digi TrustFence의 보안 프레임워크, ID 및 데이터 개인 정보 보호 기능은 Digi XBee3 모듈에 내장되어 있습니다. TrustFence는 175개 이상의 컨트롤을 사용하여 새롭고 진화하는 사이버 위협으로부터 보호합니다. Digi XBee3 모듈은 에지 컴퓨팅에서 향후 마이그레이션에 이르기까지 비용을 절감하고 출시 기간을 단축하며 제품 수명 주기를 연장할 수 있는 연결 기능을 제공합니다. 

Digi XBee Tools 

XBee를 사용하는 개발자는 수량 경력이 있고 전체 제품의 개발 단계를 지원하는 Digi XBee Tools를 이용하여 더 낮은 비용으로 더 빠른 개발을 촉진합니다. 

초기 개발부터 구현된 시스템 관리에 이르기까지 모든 단계는 Digi XBee 모듈의 가치를 극대화하는 소프트웨어/하드웨어/클라우드 시스템 등에 의하여 구현되고 안내됩니다. 

다음은 Digi XBee Tools 제품군에 대한 소개입니다.

개발도구

공식 Digi XBee 코드 라이브러리는 ARMmbed, ANSI-C, Java, Python 및 MicroPython이 제공되며, Bluetooth 개발을 위한 완벽한 모바일 SDK도 제공됩니다. 또한 Arduino 및 Node와 함께 사용할 타사 라이브러리도 있습니다. Windows, MacOS 및 Linux용 Digi XCTU 구성 어플리케이션은 범위 테스트, 주파수 분석, 콘솔 액세스, 펌웨어 업데이트 등을 위한 기능을 포함하여 장치와 해당 네트워크에 대한 GUI를 제공합니다.

또한 Digi는 모듈 평가 및 개발 컨셉 확인을 위한 XBIB 개발 보드 라인을 제공합니다. 이 보드는 확장보드를 사용하여 GPS와 같은 추가 센서나 입력을 제공할 수 있습니다. 고객은 필요에 따라 자신의 확장 보드를 설계할 수 있습니다.

제조 도구 

초기 개발이 완료되면 Digi XBee Multi Programmer를 사용하여 모듈을 대량으로 설정할 수 있습니다. 작업자는 각 장치에 최대 6개의 모듈을 동시에 프로그래밍할 수 있으며 로그를 생성하여 제조상 기록을 만들 수 있습니다. 동시에 구성된 모듈 수를 추가로 늘리기 위해 Digi XBee Multi Programmer를 추가로 연결할 수 있습니다. 

배포 도구 

현장에 장치를 배치할 준비가 되면 Digi XBee Network Assistant 사용하여 네트워크에서 장치를 검색하고, 지도에서 해당 네트워크를 시각화하고, 네트워크 강도를 테스트하고, 모듈이 항상 최상의 코드를 실행하도록 일괄 펌웨어 업데이트를 수행할 수 있습니다. Digi XBee3 USB 어댑터는 일반 Digi XBee 모듈과 동일하게 작동하면서 현장 사용에 충분히 견고하고 간단한 USB 스틱으로 쉽게 테스트할 수 있습니다. 마지막으로 iOS 또는 Android 용 Digi XBee 모바일 앱을 사용하면 Bluetooth를 통해 모바일 장치에서 직접 Digi XBee 3 무선 네트워크를 구성하고 관리할 수 있습니다. Digi 게이트웨이는 원격 관리를 위해 로컬 네트워크 또는 셀룰러를 통해 IP 프로토콜에 직접 액세스 할 수 있습니다. 

관리 및 확장성 툴 

모든 것을 구현한 네트워크 관리자는 Digi Remote Manager를 사용하여 데스크톱에서 Digi XBee 시스템을 바로 제어할 수 있습니다. 이 온라인 구성, 보안 및 원격 관리 도구는 장치 관리 및 모니터링을 자동화합니다. 이를 통해 IoT 구축을 관리하는 사람들은 시스템이 수천 대 이상의 기기로 확장되더라도 전체 시스템을 지속적으로 감시할 수 있습니다. 

Zigbee는 많은 로컬 영역 감지 및 자동화 시스템을 위한 훌륭한 프로토콜로, Digi XBee 플랫폼에서 지원되는 최초의 프로토콜 중 하나입니다. 많은 인증 제조업체에서 지원하는 표준이기 때문에 Zigbee 장치는 누가 원래 장치를 만들었는지 고려하지 않고 어플리케이션 작업을 수행하고 데이터를 공유하기 위해 함께 작업할 수 있습니다. 

Digi의 XBee 무선 모듈 브랜드는 개발 중인 시장 출시 시간을 단축하고 비용을 절감하는 완벽한 개발 및 통신 환경을 조성합니다. 이 제품에는 Zigbee가 제공하는 것보다 더 많은 대역폭, 범위, 이동성, 연결성 또는 단순성을 요구하는 어플리케이션을 포괄하는 다양한 프로토콜이 포함되어 있습니다. Digi XBee는 표준 인터페이스, 프로그래밍 가능성, 원격 구성, 많은 안테나 옵션, UART 또는 SPI 호스트 통신, 어댑터, 코드 라이브러리, 구성 프로그램, 프로비저닝 및 테스트 프로그램의 전체 에코시스템을 제공합니다. 모든 Digi XBee는 안정적이고, 안전하며, ROI를 위해 설계되었으므로 완벽한 하드웨어/펌웨어 솔루션을 위한 최선의 선택이 됩니다. 

사용자가 필요한 응용 프로그램에 적합한 XBee 모듈을 선택하는 방법 

사용 환경에 적합한 Digi XBee 모듈을 선택하는데 도움이 필요하십니까? 다음 사항을 고려하십시오.

1. 지역 - 제품을 설치 또는 위치시킬 국가 또는 국가들의 주파수 및 최대 전력을 고려하여야 합니다.2. 토폴로지: 서로 통신해야 하는 장치와 물리적 레이아웃은 무엇입니까?
3. 처리량 - 네트워크를 통과하는 데 얼마나 많은 데이터가 필요하고 얼마나 자주 전송됩니까?
4. 프로토콜 - 개방형 표준으로 다른 벤더와 인터페이스해야 합니까, 아니면 독립적인 네트워크가 적합합니까?
5. 사양 - 전력 소비량, 폼 팩터 등입니다. 배터리 수명 또는 공간을 고려해야 합니까?
6. 위치 - 장치간 거리는 얼마나 됩니까? 전반적인 무선의 노이즈 상황은 어떻습니까? 전송 기기 간에 물리적인 장애물이 있습니까? 극한의 온도 또는 다른 독특한 고려 사항이 있습니까?
무선 연결을 고려 중에 있으시면 저희가 도움을 드리겠습니다.