XBee vs. Zigbee: 차이점과 XBee 모듈 선택 기준

XBee는 Digi International의 무선 모듈 제품군이고 Zigbee는 무선 통신 프로토콜이어서, Zigbee를 실행하는 XBee 모듈은 있지만 모든 XBee가 Zigbee는 아닙니다.

XBee와 Zigbee는 둘 다 무선 네트워킹에 관여하고 브랜드에 'Bee'가 들어 있어 흔히 혼동하지만 상당히 다릅니다. 이 글은 Digi International 블로그에 실린 Rob Faludi(Head of Product, Perceptive Things)의 글(December 23, 2020)을 정리한 것으로, 두 이름의 차이와 Zigbee의 구조, Digi XBee 에코시스템, 모듈 선택 기준을 다룹니다.

XBee와 Zigbee 비교 가이드를 소개하는 글의 첫 사진입니다.

비교

XBee는 모듈 브랜드, Zigbee는 프로토콜

Zigbee 프로토콜을 실행하는 XBee 모듈이 있지만, 모든 XBee가 Zigbee이거나 그 반대인 것은 아닙니다.

Zigbee

Zigbee는 계층형 표준 프로토콜

Zigbee 개요를 설명하는 부분의 그림입니다.

Zigbee는 블루투스처럼 표준으로 지정된 통신 방식 중 하나입니다. Zigbee를 완전히 지원하는 모든 제조업체의 장치는 다른 회사의 Zigbee 장치와 통신할 수 있습니다. 애플이 만든 Beats Bluetooth 헤드셋이 삼성이 만든 갤럭시 스마트폰과 연결되는 것처럼, G.E.의 모든 Zigbee 조명 스위치는 필립스의 Zigbee 램프나 다른 Zigbee 인증 장치와 통신할 수 있습니다.

좋은 케이크에서 각 계층을 볼 수 있듯이 강력한 네트워크 프로토콜도 계층으로 이루어집니다. 각 계층은 한 계층의 구현이 바뀌어도 다른 계층을 바꿀 필요가 없도록 충분한 독립성을 갖고 특징과 기능을 더합니다. Zigbee는 네트워크 시작, 주소 확인, 패킷 라우팅 같은 무선 네트워킹을 정의하는 프로토콜 계층입니다. 조명 제어, 스마트 에너지 시스템 관리, 환경 모니터링처럼 미리 정의된 통신 방법으로 특정 어플리케이션을 구현하는 방법도 지정합니다.

고급 기능을 지원하는 Zigbee 하위 계층은 IEEE 802.15.4로 알려져 있습니다. 무선 스펙트럼을 사용하는 방법과 안정적인 전송을 돕는 여러 작업을 정의하는 표준 규약입니다. Digi의 XBee 브랜드 무선 모듈은 Zigbee를 쓸 수도, 쓰지 않고 구성할 수도 있으며 802.15.4를 기본 형식으로 구성할 수도 있습니다.

Zigbee의 세 가지 특징

1. 메쉬 라우팅: 한 라디오가 최종 목적지로 가는 도중 다른 라디오 여러 개를 거쳐 메시지를 전달하는 방법을 정의하는 라우팅 테이블을 사용합니다.
2. 애드혹 네트워크 생성: 사람의 개입 없이 전체 무선 네트워크를 즉시 만드는 자동화된 프로세스입니다.
3. 자체 메시 복구: 하나 이상의 라디오가 네트워크에서 빠졌는지 자동으로 파악하고 네트워크를 재구성해 손상된 경로를 복구합니다.

노드의 세 가지 역할

모든 Zigbee 네트워크는 무선 모듈(노드)에 서로 다른 역할을 할당합니다.

XBee

Digi XBee의 Zigbee는 인증과 호환성이 특징

Zigbee를 사용하는 XBee 모듈을 설명하는 부분의 사진입니다.

Zigbee는 공유된 프로토콜이어서 많은 제조업체의 칩과 모듈을 쓸 수 있고, 그래서 칩이나 모듈의 표준화가 가치를 정하는 핵심입니다. Digi는 엔지니어링 품질과 Zigbee Alliance의 상호 운용성 인증을 충족하는 성능을 구현했습니다.

표준화된 호스트 인터페이스는 구성, 제어, 통신을 빠르고 이해하기 쉽게 합니다. 사람이 읽을 수 있는 간단한 AT 명령이나 견고한 기계 대 기계 상호 작용을 구현하는 구조화된 API 중에서 고를 수 있습니다. 다양한 모듈 폼 팩터 덕분에 Digi XBee는 소켓에 장착해 탈부착하거나 PCB에 영구적으로 납땜할 수 있습니다. 표준 폼 팩터 중에는 손톱보다 작은 마이크로 크기 모듈도 있습니다.

Digi는 보안 부팅, 보안 ID, 개인 정보 보호를 포함한 TrustFence 보안 프레임워크를 모듈에 계층화합니다. 각 모듈은 사용자가 프로그래밍할 수 있어 별도의 마이크로컨트롤러 없이 어플리케이션 로직, 센서 입력, 전원 관리 등을 지원합니다. 향후 프로젝트 일부를 다른 통신 프로토콜로 옮겨야 해도 모듈 설치 공간, 폼 팩터, 호스트 인터페이스, 임베디드 프로그램을 바꿀 필요가 없어 표준 간 변경이 수월합니다.

에코시스템

XBee는 사전 인증된 통합 에코시스템

XBee 무선 주파수(RF) 모듈은 Digi International Inc.가 생산합니다. 스마트 시티, 정밀 농업, 산업 자동화, 센서 네트워크, 의료 기기, 자산 추적 어플리케이션에 쓰는 무선 기술을 전자 기기에 쉽고 비용 효율적으로 적용하게 합니다.

Digi XBee 에코시스템을 설명하는 부분의 사진입니다.

Digi XBee는 사전 인증되고 프로그래밍 가능한 무선 모듈은 물론 게이트웨이, 어댑터, 소프트웨어로 구성된 완전한 시스템의 일부입니다. 모두 글로벌 무선 구축을 위해 무선 개발을 앞당기도록 설계되었습니다. Digi XBee 에코시스템은 장치, 어댑터, 게이트웨이 간 무선 통신을 신속하게 구축할 수 있는 드롭인 네트워킹 제품 전 범위를 개발자에게 제공합니다. 소켓 하나로 전 세계의 장치 네트워크에 연결할 수 있고, 미래에 대비한 설계로 새로운 무선 기술이 나올 때도 대응할 수 있습니다.

• Digi XBee 3.0 모듈은 Zigbee, Wi-Fi, Bluetooth, 802.15.4, DigiMesh, 868MHz, 900MHz, Cellular LTE Cat1, LTE-M, NB-IoT를 포함한 여러 프로토콜을 지원하는 모듈 하나로 구성할 수 있습니다.
• 모든 Digi XBee 모듈은 공통 명령 언어와 통신 인터페이스를 지원해 프로토콜 간 전환이 쉽고 물리적·논리적 변경 없이 수행할 수 있습니다. 이 유연성은 제조와 엔지니어링 비용을 낮추고 OEM이 로드맵을 빠르게 확장하게 합니다.
• 모든 XBee 모듈은 공통 핀 레이아웃을 공유하며 호환되는 설치 공간으로 쓸 수 있습니다. Through-hole, Surface-mount, Micro의 세 가지 폼 팩터가 있고 폼 팩터마다 안테나 옵션을 고를 수 있습니다.
• Digi XBee 모듈은 여러 지역에서 사전 인증되어 개발자가 더 낮은 비용으로 신속하게 시장에 출시할 수 있습니다.
• Digi Remote Manager로 Digi XBee 장치를 모니터링, 관리, 업데이트할 수 있고, 대규모 펌웨어 업데이트, 자동화, 알림, 보고도 수행합니다.

XBee 3

XBee 3는 차세대 XBee

Digi XBee3 시리즈는 임베디드 기술을 바탕으로 쉽고 유연한 무선 연결과 자유로운 디자인을 지원합니다. 크기, 중량, 전력 등 모든 등급에서 장점이 있습니다. 마이크로 타입은 소형·휴대용 응용 프로그램에 알맞습니다. 향상된 MicroPython 프로그램 기능으로 센서 정보 처리, 전력 사용량 감소, Digi XBee3을 주요 장치 프로세서로 쓰는 일 같은 컴퓨팅 작업을 네트워크 측면에서 쉽게 수행할 수 있습니다.

Digi XBee 3 모듈 아키텍처는 폭넓은 호환성으로 무선 연결을 빠르게 활성화하고 확장합니다. 표준 Digi XBee 인터페이스는 이전 버전의 XBee와 호환되도록 보존되었고, SPI와 기타 향상된 기능이 더해져 유연성이 높아졌습니다.

Digi의 강력한 하드웨어, 오랜 테스트를 거친 펌웨어, 고가용성, 원격 업데이트, 온라인 관리 툴이 신뢰할 수 있는 시스템을 만듭니다. 전 세계 고객은 고품질 제조와 긴 제품 수명 주기에 대한 Digi의 안정성에 의존합니다. Digi TrustFence의 보안 프레임워크, ID, 데이터 개인 정보 보호 기능이 XBee3 모듈에 내장되어 있고, TrustFence는 175개 이상의 컨트롤로 새롭고 진화하는 사이버 위협을 막습니다. XBee3 모듈은 에지 컴퓨팅에서 향후 마이그레이션까지 비용을 줄이고 출시 기간을 단축하며 제품 수명 주기를 늘릴 수 있는 연결 기능을 지원합니다.

개발 도구

개발·제조·배포·관리를 잇는 XBee Tools

Digi XBee Tools를 설명하는 부분의 그림입니다.

XBee 개발자는 경험이 풍부하고 제품 개발 전 단계를 지원하는 Digi XBee Tools로 더 낮은 비용에 더 빠르게 개발합니다. 초기 개발부터 구현된 시스템 관리까지 모든 단계가 Digi XBee 모듈의 가치를 높이는 소프트웨어, 하드웨어, 클라우드 시스템으로 구현되고 안내됩니다.

관리 및 확장성 도구를 설명하는 부분의 사진입니다.

Zigbee는 많은 로컬 영역 감지·자동화 시스템에 알맞은 프로토콜로, Digi XBee 플랫폼이 처음 지원한 프로토콜 중 하나입니다. 많은 인증 제조업체가 지원하는 표준이어서 Zigbee 장치는 누가 원래 장치를 만들었는지와 관계없이 어플리케이션 작업을 수행하고 데이터를 공유할 수 있습니다.

Digi의 XBee 무선 모듈 브랜드는 개발 중인 제품의 시장 출시 시간을 줄이고 비용을 낮추는 개발·통신 환경을 갖춥니다. Zigbee가 제공하는 것보다 더 많은 대역폭, 범위, 이동성, 연결성, 단순성이 필요한 어플리케이션을 포괄하는 다양한 프로토콜도 있습니다. Digi XBee는 표준 인터페이스, 프로그래밍 가능성, 원격 구성, 많은 안테나 옵션, UART 또는 SPI 호스트 통신, 어댑터, 코드 라이브러리, 구성 프로그램, 프로비저닝·테스트 프로그램의 전체 에코시스템을 갖추고, 안정적이고 안전하며 ROI를 고려해 설계되었습니다.

선택 기준

XBee 모듈 선택 시 확인할 6가지

사용 환경에 맞는 Digi XBee 모듈을 고를 때는 다음을 고려하세요.

• 지역: 제품을 설치하거나 위치시킬 국가의 주파수와 최대 전력을 고려해야 합니다.
• 토폴로지: 서로 통신해야 하는 장치와 물리적 레이아웃은 무엇입니까?
• 처리량: 네트워크로 얼마나 많은 데이터가 필요하고 얼마나 자주 전송됩니까?
• 프로토콜: 개방형 표준으로 다른 벤더와 인터페이스해야 합니까, 아니면 독립적인 네트워크가 알맞습니까?
• 사양: 전력 소비량, 폼 팩터 등입니다. 배터리 수명 또는 공간을 고려해야 합니까?
• 위치: 장치 간 거리는 얼마입니까? 전반적인 무선 노이즈 상황은 어떻습니까? 전송 기기 사이에 물리적 장애물이 있습니까? 극한의 온도나 다른 독특한 고려 사항이 있습니까?

자주 묻는 질문

참고 자료

• Rob Faludi, Head of Product, Perceptive Things / Digi International 블로그 (December 23, 2020)
• Zigbee Alliance
• Digi XBee Tools