ZigBee – Alles, was du wissen musst
Wer sich mit Smart-Home-Technologien auseinandersetzt, kommt am Funkstandard ZigBee nicht vorbei. Aber was genau steckt hinter diesem Namen und wie funktioniert die beliebte Funktechnologie?
Was ist ZigBee?
ZigBee ist ein energieeffizientes Funkprotokoll, das speziell für smarte Heim- und IoT-Geräte entwickelt wurde. Das ZigBee-Protokoll wird weithin als Funkstandard-Alternative zu Wi-Fi und Bluetooth im IoT-Bereich angesehen – insbesondere für Geräte mit geringem Stromverbrauch, die keine große Bandbreite benötigen.
Mit ZigBee kannst du intelligente Geräte wie Lampen, Steckdosen, Schlösser, Heizkörperthermostate und Schalter in deinem intelligenten Heimnetzwerk miteinander verbinden.
Warum ZigBee?
ZigBee ist der Schlüssel zu einer herstellerübergreifenden Kommunikation im Smart Home. Mit ZigBee kannst du Geräte verschiedenster Marken in einem gemeinsamen Netzwerk nutzen.
Das ermöglicht maximale Flexibilität und Zukunftssicherheit bei der Wahl deiner Smart-Home-Geräte.
Dank der hohen Interoperabilität können auch Geräte unterschiedlicher Hersteller miteinander kommunizieren – vorausgesetzt, sie unterstützen den aktuellen ZigBee 3.0 Standard.
Wie funktioniert ZigBee?
ZigBee-Geräte basieren auf einem zentralen ZigBee-Hub (Gateway), der mit dem Internet verbunden ist und alle Geräte steuert. Die Geräte selbst kommunizieren über ein sogenanntes Mesh-Netzwerk. Das bedeutet, dass jedes netzbetriebene Gerät nicht nur Signale empfängt, sondern sie auch an andere Geräte weiterleitet. Dadurch entsteht ein stabiles und weitreichendes Netzwerk.
Außerdem ist der Koordinator, das heißt deine ZigBee-App, mit dem Gateway verbunden. So kannst du deine Smart-Home-Geräte von praktisch überall aus steuern.
Protokoll und Reichweite
ZigBee arbeitet mit dem IEEE 802.15.4-Protokoll über 2,4 GHz. Das Funkprotokoll wurde bereits 2003 speziell für kostengünstige, batteriebetriebene Geräte entwickelt und ratifiziert. Im Gegensatz zu WLAN beispielsweise ist die Reichweite von ZigBee in Innenräumen mit 10-100 Metern etwas geringer, weil es weniger Strom verbraucht. Dadurch können batteriebetriebene Geräte länger betrieben werden.
Die geringere Funkreichweite ist aber im Grunde unerheblich. Die Geräte bilden ein sogenanntes Mesh-Netzwerk. Das bedeutet, dass jeder Knoten das Signal weitergibt. Dadurch ist eine Reichweite von mehreren 100 Metern möglich.
Kommunikation über Mesh-Netzwerke
Im Gegensatz zu Bluetooth setzt ZigBee nicht auf eine Punkt-zu-Punkt-Kommunikation, sondern kommuniziert über ein Mesh-Netzwerk. Dabei übernehmen mehrere Geräte die Rolle eines ZigBee-Routers oder ZigBee-Repeaters. Sie senden die Signale also nicht nur an den Sender zurück, sondern wiederholen sie auch und übertragen sie an die anderen Geräte in der Umgebung weiter.
Dadurch haben Mesh-Netzwerke eine größere Reichweite und höhere Zuverlässigkeit als herkömmliche Sternnetze.
Vorteile des Mesh-Netzwerks
- Hohe Reichweite: ZigBee-Geräte können Signale über mehrere hundert Meter weitergeben.
- Zuverlässigkeit: Fällt ein Gerät aus, leiten die übrigen Geräte das Signal weiter.
- Skalierbarkeit: Bis zu 65.000 Geräte können in einem einzigen ZigBee-Netzwerk verbunden werden.
Vielfalt für dein Smart Home
ZigBee wird von einer breiten Allianz aus Herstellern unterstützt, darunter bekannte Marken wie:
- Philips Hue (intelligente Beleuchtung)
- IKEA TRÅDFRI (smarte Leuchtmittel und Schalter)
- Samsung SmartThings (kompatible Hubs und Geräte)
- Bosch und Osram / Ledvance (Sensoren und Leuchten)
- Amazon Echo Plus (Mehrzweck-Hub mit Sprachsteuerung)
- Innr (smarte Lichtsysteme)
Wichtige Komponenten für dein ZigBee-Netzwerk
Die Einrichtung eines ZigBee-Netzwerks für dein intelligentes Zuhause ist einfach und unkompliziert. Du benötigst nur drei Arten von Produkten:
1. ZigBee-Gateway (Hub): Es verbindet alle ZigBee-Geräte und das Internet. Du kannst zwischen speziellen Hubs, Mehrzweck-Hubs und Bridges wählen.
2. Smartphone oder Tablet: Mit der entsprechenden App steuerst du dein Netzwerk bequem von überall aus.
3. ZigBee-kompatible Endgeräte: Hierzu gehören smarte Lampen, Steckdosen, Sensoren und mehr.
Was ist ein ZigBee Gateway (Hub/Bridge)
Ein Gateway (auch Hub oder Bridge genannt) ist die Schaltzentrale eines Smart-Home-Netzwerks, die alle beteiligten Endpunkte, das Internet und deine ZigBee-App per Funk miteinander verbindet. Das Gateway verbindest du über Kabel oder WLAN mit dem Internet.
Wichtig: Die Begriffe Gateway, Hub und Bridge werden synonym verwendet und bezeichnen alle dasselbe Gerät.
Du kannst zwischen drei verschiedenen Typen wählen:
- Spezielle Hubs
Geräte wie der Samsung SmartThings Hub oder IKEA Dirigera automatisieren und steuern Geräte möglichst vieler Marken, haben aber keine zusätzlichen Funktionen. Sie bieten maximale Kompatibilität mit verschiedenen Herstellern und unterstützen meist 100-200 Geräte. - Mehrzweck-Hubs
Geräte wie der Amazon Echo (4. Generation) automatisieren und steuern Geräte und erfüllen gleichzeitig eine andere Funktion, z.B. die eines intelligenten Lautsprechers mit Alexa-Integration. Sie sind platzsparend und bieten ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis. - Bridges
Marken-spezifische Lösungen wie die Philips Hue Bridge helfen Produkten einer einzigen Marke oder eines einzigen Produkttyps, z.B. einer intelligenten Glühbirne, sich mit dem Internet und mobilen Geräten zu vernetzen. Sie bieten die beste Integration mit Produkten des jeweiligen Herstellers.
Smartphone oder Tablet
Für die Steuerung deiner smarten Geräte brauchst du lediglich ein mobiles und internetfähiges Endgerät: ein Smartphone oder ein Tablet.
Dort installierst du die entsprechende App, die mit deinem Hub verbunden ist, richtest deine ZigBee-Geräte ein und steuerst sie.
Tipp: Du kannst deine Geräte oder Beleuchtungssysteme auch per Fernbedienung oder via Sprachassistenten steuern.
Was sind ZigBee Geräte?
ZigBee wird von einer Allianz von Unternehmen unterstützt, die das Protokoll bei der Entwicklung und Herstellung ihrer Produkte verwenden. Derzeit gibt es mehr als 500 Mitglieder, die zusammen rund 5.000 ZigBee-kompatible Produkte herstellen. ZigBee-zertifizierte Produkte werden von der ZigBee Alliance benannt.
Dazu gehören alle großen Smart-Home-Player wie Samsung mit seiner SmartThings-Produktlinie, Amazon, Philips Hue, IKEA, Panasonic, Osram / Ledvance, Bosch, Miele und viele mehr.
Beliebte Produktkategorien
Die Produktpalette ist entsprechend breit und umfasst:
- Beleuchtung: Leuchtmittel (E27, E14, GU10), LED-Strips, Außenbeleuchtung, Deckenpanels
- Schalter & Steuerung: Fernbedienungen, Wandschalter, Smart Buttons
- Sensoren: Bewegungsmelder, Tür-/Fenstersensoren, Temperatursensoren, Wassermelder
- Steckdosen & Energie: Smarte Zwischenstecker (Smart Plugs), teils mit Energiemessung Heizung &
- Klima: Heizkörperthermostate, Raumthermostate für intelligente Heizungssteuerung
- Sicherheit: Rauchmelder, Sirenen, smarte Türschlösser
- Jalousien & Rollläden: Rolladenmotoren, Vorhangmotoren für automatisierte Beschattung
Kompatibilität beachten
Dank ZigBee 3.0 (seit 2016) können Geräte verschiedener Hersteller problemlos in einem gemeinsamen Netzwerk arbeiten. Du kannst also IKEA-Lampen mit Philips-Sensoren und Aqara-Schaltern kombinieren – alles gesteuert über eine einzige Bridge.
Wichtig: Achte beim Kauf auf das "ZigBee 3.0"-Logo für garantierte Kompatibilität. Manche Systeme wie die Philips Hue Bridge haben Einschränkungen bei Drittanbieter-Geräten und funktionieren am besten mit offiziell zertifizierten "Friends of Hue"-Produkten.
Die Vorteile von ZigBee
ZigBee bietet Anwendern eine kostengünstige Alternative zu Bluetooth- und WLAN-Technologien für den Aufbau intelligenter Heimnetzwerke. Einige der größten Vorteile von ZigBee sind:
- Energieeffizienz: Aufgrund des geringen Energieverbrauchs ist die Batterielebensdauer deiner Geräte mit ZigBee deutlich länger als mit WLAN. So sparen Sie mit ZigBee Energie und Geld. Außerdem wird die Umwelt geschont, da du kleinere Batterien verwendest, die länger halten.
- Hohe Kompatibilität: ZigBee ermöglicht die Verbindung verschiedenster Gerätehersteller in einem Netzwerk. Dank der Abwärtskompatibilität mit älteren ZigBee-Produkten können auch diese miteinander verbunden werden und untereinander kommunizieren.
- Große Reichweite dank Mesh-Netzwerk: Dank des Mesh-Netzwerks bietet das ZigBee-Protokoll eine größere Funkreichweite und eine stabilere Abdeckung als Bluetooth oder WLAN. Jedes Gerät ist ohne Hierarchie mit einem anderen verbunden, sodass du mehr angeschlossene Geräte ohne Repeater erreichen kannst. So kannst du eine fast unbegrenzte Anzahl von Geräten zu deinem Netzwerk hinzufügen.
- Tausende von Knotenpunkten: Die ZigBee PRO 2015 Technologie unterstützt bis zu 65.000 Knoten innerhalb eines einzigen Netzwerks. Dadurch kannst du den Übertragungsbereich auf ein großes Gebiet, ein Gebäude mit mehreren Stockwerken oder ein Haus mit mehreren Wohneinheiten ausdehnen.
- Geringes Datenaufkommen: Da ZigBee für kleine, schnelle Datenpakete optimiert ist, werden drahtlose Netzwerke entlastet.
- Frequenz: ZigBee arbeitet auf der weltweit lizenzfreien 2,4-GHz-Frequenz und ermöglicht so eine globale Interoperabilität.
- Datenrate: Mit einer Datenrate von bis zu 250 Kbit/s eignet sich ZigBee perfekt für Anwendungen, die keine hohe Bandbreite benötigen.
Tipp: Für technisch wenig versierte Nutzer bildet ZigBee aufgrund der einfachen Installation und Inbetriebnahme einen idealen Funkstandard. Vorhandene Systeme lassen sich leicht nachrüsten, da ZigBee zahlreiche Aktoren und Sensoren unterstützt.
Was ist ZigBee 3.0?
ZigBee 3.0 ist die aktuelle Version des ZigBee-Standards, die 2016 eingeführt wurde. Sie fasst alle bisherigen ZigBee-Profile unter einem Dach zusammen und sorgt damit für maximale Kompatibilität zwischen Geräten verschiedener Hersteller. Der wichtigste Unterschied zu älteren Versionen Vor ZigBee 3.0 existierten mehrere getrennte Profile, die nicht untereinander kompatibel waren:
- ZigBee Light Link (ZLL) – entwickelt für intelligente Beleuchtung (z.B. Philips Hue, Osram)
- ZigBee Home Automation (ZHA) – für Sensoren, Schalter und Thermostate
Das Problem: Ein Philips Hue Gateway (ZLL) konnte keine ZHA-Sensoren einbinden. Samsung SmartThings (ZHA) hatte Probleme mit manchen Lampen. Nutzer brauchten oft mehrere Gateways für unterschiedliche Gerätetypen.
Mit ZigBee 3.0 spricht alles eine gemeinsame Sprache. Du kannst jetzt eine IKEA-Lampe mit einem Aqara-Sensor und einem Tuya-Thermostat in einem einzigen Gateway kombinieren – alles funktioniert problemlos zusammen.
Beim Kauf beachten
Achte auf das "ZigBee 3.0"-Logo auf der Verpackung. Moderne Geräte unterstützen den Standard, aber manche ältere Systeme haben noch Einschränkungen. Die Philips Hue Bridge funktioniert beispielsweise primär mit offiziell zertifizierten "Friends of Hue"-Geräten. Für maximale Herstellervielfalt eignen sich universelle Gateways wie Samsung SmartThings oder IKEA Dirigera besser.
Die wichtigsten Vorteile von ZigBee 3.0
- Herstellerübergreifende Kompatibilität
Der größte Vorteil: Du bist nicht mehr an einen Hersteller gebunden. Mix & Match verschiedener Marken in einem Gateway – gesteuert über eine App. - Einfacheres Pairing
ZigBee 3.0 führt One-Touch-Pairing ein: Geräte lassen sich mit einem Tastendruck verbinden. Früher waren oft komplizierte Prozeduren mit mehrfachem Ein-/Ausschalten nötig. - Verbesserte Sicherheit
ZigBee 3.0 bringt Enhanced Security mit sich: stärkere Verschlüsselung für kritische Geräte wie Schlösser und Alarmanlagen, besserer Schutz gegen Angriffe und verpflichtende Sicherheitszertifizierung für alle Geräte. - Green Power Feature
Eine revolutionäre Funktion: Green Power ermöglicht Geräte, die komplett ohne Batterie arbeiten. Sie ernten Energie aus der Umgebung – etwa kinetische Energie bei Schaltern, die beim Drücken Strom erzeugen (z.B. Philips Hue Tap), oder Solar-Energie bei Sensoren mit Miniatur-Solarzellen. - Zukunftssicher durch Matter
ZigBee 3.0 ist die Grundlage für Matter, den neuen universellen Smart-Home-Standard der Connectivity Standards Alliance (CSA). Matter baut auf ZigBee-Technologie auf und verspricht vollständige Interoperabilität zwischen allen Smart-Home-Systemen (Alexa, Google Home, HomeKit, SmartThings). Viele aktuelle ZigBee 3.0 Geräte werden Matter-Updates erhalten, was deine Investition zukunftssicher macht.
Ist Zigbee sicher?
ZigBee verwendet eine 128-Bit-AES-Verschlüsselung. Das macht ZigBee genauso sicher wie andere Funkprotokolle.
Regelmäßige Software-Updates und Upgrades helfen, das System auf dem höchstmöglichen Sicherheitsniveau zu halten und Sicherheitslücken auszubessern.
Um die Sicherheit zu erhöhen, kannst du dein Smart-Home-Netzwerk in ein separates WLAN auslagern.
Fragen?
Unsere Lichtexperten bei WATT24 helfen dir gerne weiter, wenn du Fragen zu ZigBee, smarten Beleuchtungslösungen oder kompatiblen Produkten hast. Häufige Beratungsthemen:
- Welches Gateway passt zu meinen Bedürfnissen?
- Sind Produkt X und Gateway Y kompatibel?
- Wie viele Geräte brauche ich für vollständige Abdeckung?
- Kann ich mein bestehendes System erweitern?
Zögere nicht, uns zu kontaktieren. Wir beraten dich kostenlos und unverbindlich!
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FAQ
Was ist ZigBee?
ZigBee ist ein energieeffizientes Funkprotokoll für Smart-Home-Geräte. Es nutzt ein Mesh-Netzwerk auf 2,4 GHz, bei dem netzbetriebene Geräte Signale untereinander weiterleiten. Dadurch erreicht ZigBee hohe Reichweiten von mehreren hundert Metern bei minimalem Stromverbrauch. Batteriebetriebene Sensoren halten mit ZigBee bis zu 5 Jahre ohne Batteriewechsel.
Wie funktioniert ZigBee?
ZigBee funktioniert über ein Mesh-Netzwerk. Netzbetriebene Geräte wie Lampen und Steckdosen leiten Signale automatisch weiter und erweitern so die Reichweite. Das Netzwerk wird von einem zentralen Gateway (Hub) gesteuert, das mit dem Internet verbunden ist und die Steuerung per App ermöglicht.
Was ist ein ZigBee Gateway?
Ein ZigBee Gateway (auch Hub oder Bridge genannt) ist die zentrale Schaltstelle deines ZigBee-Smart-Homes. Es verbindet das ZigBee-Netzwerk mit dem Internet und ermöglicht die Steuerung per App. Es gibt drei Typen: Spezielle Hubs (z.B. Samsung SmartThings), Mehrzweck-Hubs (z.B. Amazon Echo mit ZigBee) und Marken-Bridges (z.B. Philips Hue Bridge).
Was sind ZigBee Geräte?
ZigBee-Geräte sind Smart-Home-Komponenten, die das ZigBee-Funkprotokoll nutzen. Dazu gehören: Leuchtmittel, Schalter und Fernbedienungen, Sensoren (Bewegung, Tür/Fenster, Temperatur), Steckdosen, Heizkörperthermostate, Rauchmelder und Rolladensteuerungen. Rund 5.000 ZigBee-zertifizierte Produkte von mehr als 500 Herstellern sind verfügbar.
Was ist ZigBee 3.0?
ZigBee 3.0 ist die aktuelle Version des ZigBee-Standards (seit 2016), die alle bisherigen Profile in einem einheitlichen Standard zusammenführt. Der größte Vorteil: Geräte verschiedener Hersteller können problemlos zusammenarbeiten. ZigBee 3.0 bringt zudem verbesserte Sicherheit, einfacheres Pairing und Green Power (Geräte ohne Batterie). Es ist die Grundlage für den kommenden Matter-Standard.