Alles, was du über Zigbee wissen musst
Wer sich mit Smart-Home-Technologien auseinandersetzt, kommt an ZigBee nicht vorbei. Aber was genau steckt hinter diesem Namen und wie funktioniert die beliebte Technologie?
Was ist ZigBee?
Das ZigBee-Protokoll wird weithin als Alternative zu Wi-Fi und Bluetooth im IoT-Bereich angesehen - insbesondere für Geräte mit geringem Stromverbrauch, die keine große Bandbreite benötigen. Mit ZigBee können Nutzer intelligente Geräte wie Lampen, Steckdosen, Schlösser und Schalter in deinem intelligenten Heimnetzwerk miteinander verbinden.
Damit diese Geräte von verschiedenen Herstellern in einem einzigen Netzwerk zusammenarbeiten können, müssen sie einen Funkstandard haben, also eine gemeinsame Sprache sprechen. Genau hier kommt ZigBee ins Spiel.
Wie funktioniert ZigBee?
ZigBee-Geräte kommunizieren untereinander über einen zentralen ZigBee-Hub (Gateway), der mit dem Internet verbunden ist.
Darüber hinaus ist der Controller, 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 Reichweite ist aber im Grunde unerheblich. Die Geräte bilden ein so genanntes 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 leiten sie an die anderen Geräte in der Umgebung weiter.
Dadurch haben Mesh-Netzwerke eine größere Reichweite und höhere Zuverlässigkeit als herkömmliche Sternnetze.
Welche Produkte oder Geräte benötige ich für die Nutzung von ZigBee?
Die Einrichtung eines ZigBee-Netzwerks für Ihr intelligentes Zuhause ist einfach und unkompliziert.
Du benötigst nur drei Arten von Produkten:
- ein Gateway (Hub)
- ein Smartphone oder Tablet
- ZigBee-kompatible Endgeräte
Es ist wichtig, dass alle Komponenten die gleiche IoT-Sprache verwenden.
ZigBee-Gateway
Ein Gateway (auch Hub oder Bridge genannt) ist die Schaltzentrale eines Smart-Home-Netzwerks, die alle beteiligten Endgeräte, das Internet und Ihre ZigBee-App per Funk miteinander verbindet.
Du verbindest das Gateway über Kabel oder WLAN mit dem Internet.
Du kannst zwischen drei verschiedenen Typen wählen:
- Spezielle Hubs, wie der Samsung SmartThings Hub, automatisieren und steuern Geräte möglichst vieler Marken, haben aber keine zusätzlichen Funktionen.
- Mehrzweck-Hubs, wie der Amazon Echo Plus, automatisieren und steuern Geräte und erfüllen gleichzeitig eine andere Funktion, z. B. die eines intelligenten Lautsprechers.
- Bridges, wie die Philips Hue Bridge, helfen Produkten einer einzigen Marke oder eines einzigen Produkttyps, z. B. einer intelligenten Lampe, sich mit dem Internet und mobilen Geräten zu verbinden.
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.
Smart-Home-Geräte, die mit ZigBee kompatibel sind
ZigBee wird von einer Allianz von Unternehmen unterstützt, die das Protokoll bei der Entwicklung und Herstellung ihrer Produkte verwenden. Derzeit gibt es mehr als 400 Mitglieder, die zusammen mehr als 2.500 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. Entsprechend breit ist die Produktpalette - von speziellen ZigBee-Steckdosen über Zigbee-Leuchtmittel bis hin zu ZigBee-Bewegungsmeldern/Sensoren oder auch ZigBee-Thermostaten.
ZigBee kompatible Produkte
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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:
- ZigBee verbraucht weniger Energie: 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: Geräte verschiedener Hersteller sind dank ZigBee kompatibel. Dank der Abwärtskompatibilität mit älteren ZigBee-Produkten können auch diese miteinander verbunden werden und miteinander kommunizieren.
- Große Reichweite dank Mesh-Netzwerk: Dank des Mesh-Netzwerks bietet das ZigBee-Protokoll eine größere Reichweite und eine stabilere Abdeckung als Bluetooth oder WLAN. Jedes Gerät ist ohne Hierarchie mit einem anderen verbunden, so dass Sie mehr angeschlossene Geräte ohne Repeater erreichen können. So kannst du eine fast unbegrenzte Anzahl von Geräten zu Ihrem Netzwerk hinzufügen.
- Tausende von Knotenpunkten: Die ZigBee PRO 2015 Technologie unterstützt bis zu 65000 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.
Ist ZigBee sicher?
ZigBee verwendet eine 128-Bit-AES-Verschlüsselung.
Das macht ZigBee nicht unsicherer als andere funkbasierte Systeme.
Regelmäßige Updates und Upgrades helfen, das System auf dem höchstmöglichen Sicherheitsniveau zu halten und Sicherheitslücken auszubessern.
Dazu verschafft es eine Höhere Sicherheit, wenn du die IoT-Geräte in dein eigenes, vom Heimnetzwerk getrenntes Netzwerk integrierest.
Fragen?
Wenn du Fragen zu intelligenter Beleuchtung und Lichtsteuerung, ZigBee oder zu kompatiblen Produkten hast, helfen dir unsere Lichtexperten gerne weiter.