很多人都有過使用過ZigBee的經驗,普遍反應ZigBee的通訊距離近,穿透力差,相反433MHz的自組網的通訊距離和穿透性好很多,這也是很多人轉向Sub-GHz組網技術的主要動力之一,當然這是一個宏觀的表現,那么在微觀層面上,這兩個頻段到底有什么根本性的差異呢?
首先說說穿透性,依據德州儀器的實驗,一堵普通的鋼筋混凝土墻面對于500MHz的電磁波的衰減為21dB,但是對于2.4GHz的衰減則達到了32dB,整整多出來了11dB之多,按照電磁波的有關理論,6dB的衰減就是意味著通訊距離降低50%,12dB意味著在此基礎上再降低50%,也就是通訊距離只有原來的1/4,因此可以看出2.4GHz的通訊穿透能力下降有多么的厲害!
影響通訊距離的還有一個重要因素,就是接收靈敏度。通常433MHz的通訊速率設置較低,多數設定在9.6Kbps附近,有一些特定的應用設定更低,在1.2Kbps附近,而ZigBee的通訊速率在設定在250Kbps,這個是非常高的速率了,因為了ZigBee要實現組建大網的要求,必然需要降低碰撞的概率,速率越高,數據報文在空中飛行的時間越短,碰撞的概率自然就下來了,因此ZigBee也是被逼無奈定在這么高的速率上,好在可以通過多跳的機制進行距離擴展
那么到底通訊速率對于接受靈敏度有多大的影響呢?我們還是參考一份德州儀器的數據表來說明問題:
從上述的數據表可以看出,在相同的載波速率下,2.4GHz的接收靈明度比Sub-GHz的要高出14dB甚至更多,同樣按照前述的電磁波有關理論,通訊距離至少下降75%,也就是說在相同的環境中,通訊距離不到Sub-GHz的1/4。
從上述分析來看,ZigBee技術用在國外的獨棟木質結構的房屋中效果或許還是可以接受的,但是在中國的高密度的鋼筋水泥混凝土的建筑物結構中通訊效果不太理想也就是自然而然的事情了。