Полное определение этой технологии звучит следующим образом: самоорганизующаяся самовосстанавливающаяся и не требующая специального частотного разрешения сенсорная сеть.
Во многих приложениях требуются беспроводные сети связи, не обладающие высокой скоростью передачи, но надежные, живучие (то есть способные к самовосстановлению), простые в развертывании и эксплуатации. Важно также, чтобы оборудование таких сетей допускало длительную работу от автономных источников питания, имело низкую стоимость и было компактным. Пример приложения с такими требованиями — это «умный дом».
Такому сочетанию требований еще 10 лет назад не отвечал ни один из сетевых стандартов, что и привело к созданию стандартов IEEE 802.15.4 и ZigBee. Это сети, которые по своему назначению, параметрам, спецификациям существенно отличаются от сетей связи WiFi, GSM, LTE.
Сети ZigBee отличаются от других беспроводных сетей передачи данных тем, что:
- благодаря ячеистой (mesh) топологии сети и использованию специальных алгоритмов маршрутизации сеть ZigBee обеспечивает самовосстановление и гарантированную доставку пакетов данных в случаях обрыва связи между отдельными узлами, перегрузки или отказа какого-то элемента;
- спецификация ZigBee предусматривает криптографическую защиту данных и гибкую политику безопасности;
- устройства ZigBee отличаются низким электропотреблением, в особенности конечные устройства, для которых предусмотрен режим «сна», что позволяет этим устройствам работать до трех лет от одной обычной батарейки;
- сеть ZigBee – самоорганизующаяся, ее структура формируется автоматически путем присоединения к сети образующих ее устройств, что обеспечивает простоту развертывания и легкость масштабирования;
- устройства ZigBee компактные и относительно недорогие.
Цена, которую пришлось заплатить в сетях ZigBee за минимизацию энергопотребления, компактность и дешевизну – относительно низкая скорость передачи данных.
Средняя скорость передачи полезных данных, в зависимости от загрузки сети и числа ретрансляций, составляет от 5 до 40 кбит/с. Расстояние между рабочими станциями сети составляет десятки метров внутри помещений и сотни метров на открытом воздухе. За счет ретрансляций покрываемая сетью зона может быть весьма значительной: до нескольких тысяч квадратных метров в помещении и до нескольких гектар на открытом пространстве.
Более того, сеть ZigBee в любой момент может быть расширена добавлением новых элементов или наоборот разбита на несколько зон — это бывает полезно для снижения нагрузки и соответственно повышения скорости передачи данных.