Wenn Sie ein Netzwerk von Smart-Home-Geräten aufbauen möchten, haben Sie wahrscheinlich von Z-Wave und ZigBee gehört. Es handelt sich um drahtlose Protokolle, die für die Heimautomatisierung entwickelt wurden. Sie teilen einige Eigenschaften, wie geringe Leistung und hohe Zuverlässigkeit, die für Smart-Home-Anwendungen unerlässlich sind. Sie haben jedoch einige wichtige Unterschiede, die ich in Kürze erläutern werde. Hoffentlich kann ich Ihnen helfen, dieses Heimautomatisierungspuzzle zusammenzusetzen, damit Sie die Produkte auswählen können, die Ihren Anforderungen am besten entsprechen.

Netzwerkkonfiguration

Die meisten Menschen sind mit WLAN-Netzwerken vertraut. Ein WiFi-Netzwerk wird typischerweise als Sternnetzwerk bezeichnet. In einem Sternennetzwerk kommuniziert jedes Gerät direkt mit (und nur mit) dem zentralen Hub. Wenn sich ein Gerät außerhalb der Reichweite des zentralen Hubs befindet, ist dieses Gerät nicht Teil des Netzwerks.

In einem Sternennetzwerk können Geräte nur direkt mit dem Hub kommunizieren

Sowohl Z-Wave als auch ZigBee gelten als Mesh-Netzwerke. In einem Mesh-Netzwerk stammt das Signal genau wie das Sternnetzwerk vom zentralen Hub. Geräte müssen jedoch nicht direkt mit dem zentralen Hub kommunizieren. Ein Mesh-Netzwerk ermöglicht es jedem Gerät im Netzwerk, als Repeater zu fungieren und das Signal an ein anderes Gerät weiterzuleiten. Dadurch können Mesh-Netzwerke vielseitiger sein. Sie können größere Entfernungen zurücklegen und sogar Hindernisse umgehen.

Mit einem Mesh-Netzwerk können andere Geräte als der Hub als Repeater fungieren

Z-Wave-Netzwerke unterstützen bis zu vier Hops zwischen dem Controller und dem Zielgerät. ZigBee-Netzwerke sind nicht auf eine bestimmte Anzahl von Hops beschränkt.

Ein Z-Wave-Netzwerk ist auf insgesamt 232 Geräte beschränkt. In einem ZigBee-Netzwerk könnten theoretisch einige 65k-Geräte angeschlossen sein. Sie würden jedoch definitiv auf Bandbreitenprobleme stoßen, lange bevor Sie sich dieser Zahl nähern.

Für die überwiegende Mehrheit der Anwendungen in Privathaushalten sollten weder die Hop-Grenze noch die Gesamtgerätegrenze ein begrenzender Faktor sein.

Wie viel Strom verbrauchen Z-Wave und ZigBee?

Sowohl ZigBee als auch Z-Wave sind sehr stromsparend. Sie verbrauchen nur einen Bruchteil des Strombedarfs von WiFi. Dies ist ein großer Vorteil, der sie zu einer so beliebten Wahl für Smart-Home-Geräte macht. Es gibt viele Anwendungen, die keinen Zugriff auf fest verdrahtete Stromversorgung haben. Diese Geräte müssen mit Batterien betrieben werden.

Einige Geräte, die Z-Wave oder ZigBee verwenden, können mehrere Jahre lang mit einer einzigen Knopfzellenbatterie betrieben werden. Ein solches Gerät, das versucht, eine WLAN-Verbindung aufrechtzuerhalten, wäre in wenigen Tagen tot.

Ein Gerät, das als Repeater fungiert, benötigt jedoch mehr Strom. Aus diesem Grund sind batteriebetriebene Geräte normalerweise so programmiert, dass sie nicht als Repeater fungieren. Dies ist wichtig zu beachten, wenn Sie Ihr Netzwerk aufbauen.

Smart Home Interoperabilität

Niemand möchte ein Smart Home haben, das fünf verschiedene Hubs und fünf verschiedene Apps benötigt, um es zu steuern. Smart-Home-Produkte sollen Ihr Leben einfacher machen, nicht komplizierter. In einem wirklich intelligenten Zuhause müssen Ihre intelligenten Produkte problemlos miteinander kommunizieren können.

Wenn Sie ein neues Hausautomationsprodukt kaufen, sollte es nahtlos in Ihrem Hausautomationssystem installiert werden. Wenn neue Produkte veröffentlicht werden, sollte außerdem sichergestellt sein, dass Ihre alten Produkte mit den neuen funktionieren.

Z-Wave Interoperabilität

Z-Wave ist eine proprietäre Technologie. Das heißt, es gehört und wird von einer privaten Organisation verwaltet. Sigma Designs besitzt es und lizenziert die Z-Wave-Technologie. Es betreibt auch die Z-Wave Alliance, die die Zertifizierung aller Z-Wave-Geräte kontrolliert.

Achten Sie auf die Z-Wave-Logos, um die Interoperabilität zu gewährleisten

Das große Verkaufsargument für Z-Wave ist die Interoperabilität. Die Z-Wave Alliance stellt sicher, dass jedes Z-Wave-Gerät strengen Standards entspricht. Jedes Z-Wave-zertifizierte Gerät funktioniert mit jedem Z-Wave-zertifizierten Controller. Es gibt über 600 Hersteller, die insgesamt über 2100 Z-Wave-zertifizierte Produkte herstellen. Jeder kann direkt in Ihr vorhandenes Z-Wave-Netzwerk von Geräten angeschlossen werden.

Die meisten Z-Wave-zertifizierten Geräte zeigen das markenrechtlich geschützte Z-Wave-Logo an. Es verstößt gegen das Gesetz, wenn Produkte das Logo ohne die entsprechende Zertifizierung verwenden.

ZigBee-Interoperabilität

ZigBee ist ein offener Funkstandard, der von der ZigBee Alliance gepflegt wird. Die ZigBee Alliance ist eine Gruppe von Unternehmen, die ihre Entwicklung und ihren Einsatz unterstützen.

Zigbees größter Schlag dagegen ist ein wahrgenommener Mangel an Interoperabilität. Die Hauptursache dafür war Verwirrung mit ihrem Zertifizierungsprogramm. Tatsächlich gibt es zwei Zertifizierungsstufen. Einer zertifiziert die Hardware und einer die Software.

Es ist möglich, dass ein Produkt seine Hardware zertifiziert bekommt, aber seine Software nicht. Das Ergebnis sind Produkte, die das ZigBee-Signal senden, aber nicht die richtige ZigBee-Software verwenden. Produkte wie dieses könnten als „ZigBee-ready“ bezeichnet werden. Ein Kunde kann das Produkt in der Erwartung kaufen, dass es mit allen anderen ZigBee-Produkten funktioniert, wird es aber nicht.

Tatsächlich gibt es viele interoperable ZigBee-Produkte. Es hat gerade einen schlechten Ruf wegen des losen Zertifizierungsprozesses. Um sicherzustellen, dass ein Zigbee-Produkt das Zigbee-Protokoll vollständig erfüllt, müssen Sie nur sicherstellen, dass das Produkt die ZigBee Home Automation-Zertifizierung verwendet.

Wie groß ist die Reichweite des Signals?

Das Smart Home von heute erstreckt sich auf Ihre Garage und sogar Ihren Garten. Ein großartiges drahtloses Protokoll muss in der Lage sein, alle Ecken Ihres Hauses und darüber hinaus zu erreichen. Ich kann Ihnen die effektive Reichweite eines drahtlosen Signals in Ihrem Haus nicht sagen, da die tatsächliche Reichweite in Ihrem Haus von vielen Faktoren abhängt.

Was ich Ihnen sagen kann, ist, dass bei gleichem Leistungspegel der Betrieb mit einer höheren Frequenz die Reichweite des Signals verringert. ZigBee arbeitet mit 2,4 GHz im Vergleich zu den 908 MHz von Z-Wave. Die höhere Frequenz ermöglicht es ZigBee, mehr Daten zu übertragen, verringert jedoch die Reichweite des Signals.

Die untere Reichweite wird bei Hindernissen noch weiter reduziert. Ein hochfrequentes Signal wird weniger effektiv durch Hindernisse wie Wände wandern als ein niederfrequentes Signal.Ein Z-Wave-Signal zwischen zwei Knoten kann in einer freien, ungehinderten Umgebung bis zu 330 Fuß zurücklegen. Es wird jedoch zu Hause erheblich reduziert. Wände und andere hindernisse kombinieren mit verschiedenen quellen von elektrischen störungen zu reduzieren die effektive entfernung. Eine genauere Richtlinie für die Installation zu Hause ist 100 Fuß ohne Hindernisse und 50 Fuß mit dazwischen liegenden Wänden.

Die in-home freies raum palette von ZigBee ist über 40 füße.

Wie zuverlässig ist das Signal?

Ein intelligentes Produkt muss zuverlässig sein. Die Steuerung eines Türschlosses oder eines kompletten Sicherheitssystems erfordert eine sehr zuverlässige Verbindung. Diese Geräte sollen unser Leben einfacher und sicherer machen. Wenn ein Befehl gesendet wird, erwarten Sie, dass das Produkt verbunden ist und den Befehl empfängt. Wenn etwas nicht konsequent funktioniert oder nicht mehr funktioniert, kann es eine große Quelle der Frustration sein. Im schlimmsten Fall könnte es Sie sogar in Gefahr bringen.

Z-Wave gilt allgemein als äußerst zuverlässig.

Z-Wave arbeitet im 908 MHz Frequenzband. Es muss sich nicht mit dem oft überfüllten 2, 4-GHz-Band befassen, das ZigBee verwendet. Überfüllte Frequenzen können Störungen verursachen, die zu verlorenen oder unzuverlässigen Signalen führen.

Es kann auch zu einer schlechten Zuverlässigkeit kommen, wenn sich Ihre Geräte außerhalb der Reichweite befinden. Da Z-Wave-Geräte eine größere Reichweite als ZigBee haben, können Sie weniger Zuverlässigkeitsprobleme aufgrund von Reichweitenproblemen erwarten.

Infolgedessen ist Z-Wave tendenziell zuverlässiger als ZigBee. Das heißt nicht, dass ein richtig gestaltetes ZigBee-Netzwerk nicht absolut zuverlässig ist. Aber es ist einfacher, mit ZigBee in Schwierigkeiten zu geraten als mit Z-Wave.

Ist mein Smart Home sicher?

Die Hausautomation umfasst Tür- und Fenstersensoren, Schlösser an unseren Türen und die Videoüberwachung unseres Hauses. Die Sicherheit unserer drahtlosen Daten ist so wichtig wie eh und je.

Sowohl Z-Wave als auch ZigBee verwenden den Verschlüsselungsstandard AES 128. Das ist die gleiche Verschlüsselung, die von Banken und Regierungen verwendet wird. Niemand wird die Kontrolle über Ihr Smart Home erhalten, indem er die Signalverschlüsselung hackt. Das heißt nicht, dass einige Geräte nicht anfällig sind. Es ist nur so, dass das drahtlose Signal selbst nicht der anfällige Teil ist.

Schon früh in seiner Geschichte hatte Z-wave den Ruf, unsicher zu sein. Sein Ruf war nicht wirklich gerechtfertigt. Die aufgetretenen Sicherheitslücken wurden durch Implementierungsfehler der Unternehmen verursacht. Obwohl der High-Level-Verschlüsselungsstandard verfügbar war, entschieden sich einige Unternehmen, ihn nicht zu verwenden.

Jetzt benötigt die Z-Wave Alliance AES 128, damit ein Gerät zertifiziert werden kann.Darüber hinaus verlangt die Z-Wave Alliance eine obligatorische Implementierung ihres neuen Security 2 (S2) -Frameworks auf allen Geräten, die eine Zertifizierung erhalten. Dieses neueste Sicherheitsupdate eliminiert praktisch die Wahrscheinlichkeit, dass ein Gerät während des Einschlussvorgangs kompromittiert wird. Es reduziert einen vorherigen Prozess von drei auf einen Schritt, was wiederum den Stromverbrauch und die Latenz reduziert. Und es hilft zu verhindern, dass Ihre Z-Wave-Geräte bei einem DDOS-Angriff verwendet werden. Die Details, wie dies erreicht wird, gehen etwas über den Rahmen dieses Artikels hinaus, aber wenn Sie mehr erfahren möchten, finden Sie hier ein Interview mit dem Vice President von Sigma Designs.

TheSmartCave Offizielle Meinung

Auch wenn es nicht notwendig ist, nur ein Protokoll auszuwählen, kann es vorteilhaft sein, bei einem zu bleiben. Mesh-Netzwerke werden zuverlässiger, wenn Sie mehr Geräte hinzufügen. Ein Z-Wave-Netzwerk mit 30 Geräten ist in der Regel zuverlässiger als ein Z-Wave-Netzwerk mit 15 Geräten und ein ZigBee-Netzwerk mit 15 Geräten.

Wenn ich nur einen auswählen müsste, würde ich Z-Wave wählen. Ich glaube, dass es für jemanden, der gerade mit der Hausautomation beginnt, einfacher sein wird, ein hochzuverlässiges Z-Wave-Netzwerk zusammenzustellen als ZigBee. Die Z-Wave Alliance hat es einfach gemacht, Produkte zu finden, die sich direkt in Ihr Netzwerk einfügen. Außerdem verringern eine größere Signalreichweite und weniger Interferenzen die Wahrscheinlichkeit, auf sehr frustrierende Zuverlässigkeitsprobleme zu stoßen.

Immer noch nicht sicher? Die gute Nachricht ist, dass Sie nicht nur einen auswählen müssen. Viele Hausautomations-Hubs, wie der Samsung SmartThings und der Wink Hub 2, unterstützen beide Protokolle.

Möchten Sie mit dem Bau eines Z-Wave Smart Home beginnen? Ein intelligenter Thermostat ist ein guter Anfang. Schauen Sie sich meine Liste der von Z-Wave zertifizierten intelligenten Thermostate an.