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Wenn Sie ein Smart Home betreiben oder sich besonders für Smart-Home-Technologien interessieren, sind Sie wahrscheinlich schon auf den Begriff Z-Wave gestoßen. Es könnte eine Beschriftung auf einem Smart-Home-Produkt gewesen sein. Oder vielleicht ein Wort, dass Sie versucht haben, sich zu entscheiden, ein Smart-Home-Produkt gegenüber dem anderen zu kaufen.
Aber was ist Z-Wave? Wie funktioniert es und wie passt es in den Bereich Smart Home? Lass es uns herausfinden.
Was ist Z-Wave?
Z-Wave ist eine drahtlose Mesh-Netzwerktechnologie, die von der dänischen Firma Zensys als primäres Kommunikationsprotokoll entwickelt wurde Smart-Home-Gadgets. Es wurde Anfang der 2000er Jahre immer beliebter, da versprochen wurde, Smart-Home-Produkte verschiedener Hersteller interoperabel zu machen, solange sie dem Z-Wave-Standard entsprechen.
Wir sagten, Z-Wave sei ein Mesh-Netzwerk, aber was ist ein Mesh-Netzwerk? Nun, um es einfach auszudrücken, es ist ein Netzwerk-Setup, bei dem sich Geräte nicht mit einem einzigen zentralen Hub wie einem verbinden Router verhält sich jedes Gerät im Netzwerk wie ein Knoten und verbindet sich miteinander, um ein Netz aus miteinander verbundenen Verbindungen zu bilden Geräte.
Da Z-Wave ein Maschennetzwerk ist, bedeutet dies, dass jedes Smart-Home-Gerät innerhalb eines Z-Wave-Netzwerks als Signalendpunkt oder Umverteilungspunkt für Signale fungieren kann. Mit anderen Worten, jedes Gerät kann ein Signal empfangen und darauf reagieren oder als Route dienen, um dieses Signal an das nächste Z-Wave-Gerät innerhalb des Netzwerks weiterzuleiten.
Was ist Z-Wave Plus?
Neben Z-Wave haben Sie vielleicht schon von der anderen Iteration von Z-Wave namens Z-Wave plus gehört. Aber was ist Z-Wave plus und wie unterscheidet es sich von Z-Wave? Nun, Z-Wave plus ist im Kern immer noch Z-Wave, aber mit mehreren Leistungsverbesserungen. Die Z-Wave Plus-Iteration von Z-Wave führt ein:
- Eine deutliche Verbesserung im Bereich von 328 Fuß auf 492 Fuß
- 50 % weniger Strombedarf
- 250 % mehr Bandbreite
- Einfacherer Vorgang zum Koppeln und Entkoppeln von Z-Wave-kompatiblen Geräten
- Verbesserte Selbstheilung und Fehlertoleranz
Wie funktioniert Z-Wave?
Als Smart-Home-Protokoll ähnelt Z-Wave in seiner Funktionalität Bluetooth und Wi-Fi, obwohl alle drei unterschiedliche Protokolle sind und unterschiedlich funktionieren. Im Gegensatz zu Wi-Fi ist Z-Wave ein energieeffizienteres Smart-Home-Protokoll mit geringerer Latenz, das im Funkfrequenzbereich von 800 bis 900 MHz arbeitet. Dies ist viel niedriger als die 2,4-GHz- und 5-GHz-Bänder, in denen Wi-Fi arbeitet.
Wenn Sie sich fragen, was es überhaupt bedeutet, auf einem niedrigeren Frequenzband zu arbeiten, gibt es einige einzigartige Unterschiede. Obwohl Smart-Home-Protokolle die auf einer höheren Frequenz arbeiten, können möglicherweise mehr Daten übertragen (z. B. Wi-Fi), haben normalerweise eine geringere Reichweite und werden stärker durch physische Barrieren behindert. Niederfrequente Smart-Home-Protokolle wie Z-Wave haben tendenziell eine größere Reichweite und sind weniger anfällig für Signalunterdrückung durch physikalische Barrieren.
Um zu verstehen, wie Z-Wave funktioniert, ist es wichtig, seine interagierenden Komponenten zu verstehen. Grundsätzlich gibt es zwei Arten von Z-Wave-Geräten, Controller und Slaves. Controller sind Z-Wave-Geräte, die andere Z-Wave-Geräte steuern können, während Slaves Z-Wave-Geräte sind, die von anderen Z-Wave-Geräten gesteuert werden können.
Z-Wave-Controller
Ein Z-Wave-Controller, von denen einige als Hub bereitgestellt werden können, ist verantwortlich für:
- Initiierung und Wartung eines Z-Wave-Netzwerks.
- Hinzufügen und Entkoppeln von Z-Wave-Knotengeräten aus dem Netzwerk.
- Öffnen eines Z-Wave-Netzwerks auf eine Weise, die es Geräten wie Smartphones und Computern ermöglicht, mit Z-Wave-Geräten zu interagieren.
Ein Z-Wave-Netzwerk kann nur einen primären Controller haben. Die eindeutige ID des primären Controllers wird als Home-ID eines Z-Wave-Netzwerks verwendet und dient dazu, alle Geräte innerhalb eines Z-Wave-Netzwerks miteinander zu verbinden, um die Erstellung eines Mesh-Netzwerks zu erleichtern.
Sie können es als ID-Tag für Schüler sehen. Jeder Schüler mit einem bestimmten Ausweis kann in ein bestimmtes Klassenzimmer gelassen werden, während Schüler mit einem anderen Ausweis nicht hineingelassen werden. Eine Z-Wave-Heim-ID stellt sicher, dass das Z-Wave-Netzwerk innerhalb von beispielsweise dem Haus Ihres Nachbarn das Z-Wave-Netzwerk, mit dem Ihre Geräte verbunden sind, nicht stört, egal wie nahe sie sind.
Z-Wave-Slaves
Z-Wave-Slaves hingegen sind die eigentlichen Z-Wave-kompatiblen Geräte, die Sie in Ihrem Heimnetzwerk verwenden würden. Sie umfassen alles von intelligenten Thermostaten, Bewegungssensoren und Türschlössern bis hin zu Schaltern und Video-Türklingeln. Es können maximal 232 Slaves an ein einzelnes Z-Wave-Netzwerk angebunden werden.
Also im Grunde der primäre Controller, der in diesem Fall als bereitgestellt würde Smart-Home-Hub, ist normalerweise das Gerät im Z-Wave-Netzwerk, das mit dem Internet verbunden ist. Wenn also der primäre Controller einen Befehl erhält, ein Licht einzuschalten oder einen Wasserkocher zu kochen, sagen wir, von Ihrem Smartphone oder Computer, leitet es die Anweisungen an die Zielknotengeräte innerhalb von Z-Wave weiter Netzwerk.
Dank des von Z-Wave verwendeten Mesh-Technologie-Paradigmas kann das Signal nun von einem Knotengerät oder Slave umverteilt werden, bis es das Zielknotengerät erreicht. Diese Mesh-Topologie trägt dazu bei, die Reichweite des Z-Wave-Netzwerks über seine typische Knoten-zu-Knoten-Reichweite hinaus zu erweitern.
Vorteile der Verwendung von Z-Wave
Hier sind einige Vorteile der Verwendung von Z-Wave gegenüber anderen Smart-Home-Kommunikationsprotokollen:
1. Weniger Störungen
Bluetooth, ZigBee und Wi-Fi arbeiten alle im 2,4-GHz-Funkfrequenzbereich. Manchmal können die Dinge unordentlich und überfüllt werden, was zu Störungen führt. Es ist, als würde man versuchen, auf einem überfüllten Markt zu kommunizieren, es besteht eine gute Chance, dass die andere Partei möglicherweise nicht alles hört, was Sie sagen. Durch den Betrieb innerhalb des weniger überfüllten Spektrums von 0,8 bis 0,9 GHz reduziert Z-Wave effektiv die Möglichkeit von Konflikten und Interferenzen.
2. Niedrigere Dämpfung
Einer der Vorteile der Verwendung von Z-Wave ist die geringere Dämpfung. Eine geringere Dämpfung bedeutet einfach, dass Funksignale durch Hindernisse wie beispielsweise Ihre Schlafzimmerwände hindurchgehen können, ohne viel von ihrer Stärke zu verlieren. Ein zu starker Verlust bedeutet, dass Signale selbst innerhalb der typischen Reichweite eines Netzwerks verzerrt oder nicht mehr wahrnehmbar sind.
3. Niedriger Energiebedarf
Einer der größten Vorteile von Z-Wave gegenüber einem Protokoll wie Wi-Fi ist der minimale Energiebedarf. Ein Wi-Fi-Sensor könnte mit zwei AA-Batterien betrieben werden und alle drei Monate ausgetauscht werden müssen, während eine einzelne knopfgroße Zelle einen ähnlichen Sensor, der Z-Wave verwendet, ein Jahr lang mit Strom versorgen könnte.
4. Längere Reichweite
Im Gegensatz zu einigen anderen Smart-Home-Kommunikationsprotokollen hat Z-Wave eine beeindruckende Reichweite. Z-Wave hat eine effektive Reichweite von etwa 330 Fuß im Freien und 150 Fuß in Innenräumen. Aber es gibt noch mehr. Denken Sie daran, dass Z-Wave ein Mesh-Netzwerk ist, bei dem jeder Knoten potenziell die Fähigkeit hat, Signale neu zu verteilen? Dadurch kann die Reichweite eines Z-Wave-Netzwerks deutlich erhöht werden. Je mehr Knotengeräte in einem Z-Wave-Netzwerk vorhanden sind, desto größer ist möglicherweise die Reichweite des Netzwerks.
5.Einfache Einrichtung
Die Einrichtung eines Z-Wave-Netzwerks ist ganz einfach. Es ist auch einfach, Ihre Z-Wave-kompatiblen Geräte miteinander kommunizieren zu lassen. Sobald Sie Ihre Z-Wave-kompatiblen Geräte nach Hause gebracht haben, müssen Sie sie nur noch einschalten, mit Ihrem Netzwerk koppeln und schon können sie von Ihrem Smartphone oder Computer gesteuert werden.
Nachteile der Verwendung von Z-Wave
So gut ein Smart-Home-Protokoll wie Z-Wave auch sein kann, es hat auch ein paar Nachteile. Sie fragen sich, was die Nachteile sein könnten? Hier sind ein paar:
1. Schwankungen in der Frequenz
Auf dem Papier sollen alle Z-Wave-Geräte interoperabel sein. Das ist eines der wichtigsten Versprechen des Z-Wave-Protokolls. Z-Wave-kompatible Geräte aus verschiedenen Ländern neigen jedoch dazu, Kompatibilitätsprobleme zu haben, da sie auf unterschiedlichen Frequenzen innerhalb der Bänder von 0,8 bis 0,9 GHz (d. h. 800 bis 900 MHz) arbeiten. Beispielsweise arbeitet das Z-Wave-Protokoll in den USA auf dem 908,42-MHz-Band, während Europa sich auf das 868,42-MHz-Band ausrichtet. Sie können Probleme bekommen, wenn Sie versuchen, Z-Wave-kompatible Geräte zu verwenden, die für die USA in Europa gebaut wurden.
2. Teure Geräte
Z-Wave-kompatible Geräte können manchmal teuer sein, da Z-Wave eine proprietäre Technologie ist, die von einer Gruppe privater Unternehmen namens Z-Wave Alliance verwaltet wird. Um Z-Wave-kompatible Geräte herzustellen, müssen Sie für einen langwierigen bestimmten Zertifizierungsprozess bezahlen und diesen durchlaufen, der von der Z-Wave-Allianz eingerichtet wurde.
3. Niedrige Bandbreite
Z-Wave ist kein ideales Protokoll für die Verwendung auf Smart-Home-Geräten, die viel Bandbreite benötigen, um zu gedeihen. Obwohl Sie bei aktuellen Smart-Home-Geräten, die Z-Wave verwenden, wahrscheinlich nicht auf Bandbreitenprobleme stoßen werden, ist diese begrenzt Datenübertragungsfähigkeiten stellen ein potenzielles Problem in einer Zeit dar, in der intelligente Geräte zu einer höheren Bandbreite tendieren Verwendung.
Z-Wave ist nicht die einzige Option
Obwohl Sie sich wahrscheinlich mehr Gedanken darüber machen, mit welchem Smart-Home-Ökosystem Ihr Gadget arbeiten kann, ist das Kommunikationsprotokoll, das Ihr Smart-Gadget verwendet, ebenso wichtig.
Z-Wave hat eine lange Liste von Stärken, aber auch einige Einschränkungen. Glücklicherweise ist es nicht das einzige Smart-Home-Protokoll, das es gibt. ZigBee, Bluetooth und das gute alte Wi-Fi sind ebenfalls praktikable Optionen. Das Kennenlernen der einzelnen Smart-Home-Protokolle verschafft Ihnen einen Vorteil bei der Kaufentscheidung und der Entscheidung, welches Gerät am besten zu Ihrem Smart-Home-Setup passt.