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Der Markt für das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) wächst weiter und wird sowohl für Verbraucher als auch für Ingenieure immer alltäglicher. Dabei hat der Aufstieg des IoT zu einer explosionsartigen Verbreitung neuer IoT-Produkte geführt und unterschiedliche Ökosysteme erheben den Anspruch, anderen überlegen zu sein. Angesichts der großen Zahl von verfügbaren Optionen sind Käufer oft überfordert und unsicher, welche Technologie am besten zu ihren Design-Anforderungen passt. Zwei beliebte IoT-Ökosysteme sind ZigBee und Z-Wave. Beide sind passende Wireless-Lösungen für Heimautomatisierung, Smart Energy, Telekommunikation, Gesundheitswesen, Fernsteuerung (RF4CE, oder Funktechnik für Unterhaltungselektronik), Gebäudeautomatisierung und Einzelhandelsdienstleistungen. Sie unterscheiden sich jedoch in ihren Spezifikationen und Anwendungen und sind daher jeweils für unterschiedliche Anwendungen geeignet. Dabei kann es mitunter etwas schwierig sein, die Unterschiede zwischen ZigBee und Z-Wave zu verstehen. Der folgende Beitrag stellt die wichtigsten Merkmale der beiden Ökosysteme vor.

ZigBee

ZigBee ist ein drahtloser Mesh-Netzwerkstandard mit niedrigem Stromverbrauch für batteriebetriebene Geräte. Als Lösung für drahtlose Steuerungs- und Überwachungsanwendungen ist ZigBee in der Heimautomatisierung, Datenüberwachung, in Verwaltungssystemen und Industrieanlagen sehr beliebt geworden. Die ZigBee-Technologie wurde konzipiert, um die Entwicklung und den Einsatz von kundenspezifischen Profilen zu unterstützen und ist somit eine effiziente Lösung für Hersteller, um drahtlose Produkte für allgemeine Anwendungen zu erstellen.

Z-Wave

Z-Wave ist ein proprietäres SoC-basiertes Heimautomatisierungsprotokoll. Es wurde für die Unterstützung von Steuerungs- und Überwachungsaufgaben und das Auslesen von Betriebszuständen entwickelt. Diese Technologie ist zwar weniger flexibel als ZigBee, profitiert aber von einem strengen Zertifizierungsprozess. Dadurch können Käufer Probleme vermeiden, die häufig bei ZigBee und anderen Lösungen auftreten, denn die strenge Zertifizierung ermöglicht eine nahtlose Interoperabilität aller Z-Wave-Geräte. Vor einigen Jahren hat Silicon Labs das Z-Wave-Protokoll von Sigma Designs übernommen und ist nun der einzige lizenzierte Hersteller von Z-Wave-Chips. Eine der jüngsten Weiterentwicklungen im Z-Wave-Produktportfolio ist die von Silicon Labs produzierte Z-Wave 700. Diese Plattform ermöglicht "intelligentere" Heimautomatisierungsanwendungen, mit denen die Verbraucher verschiedene Sensoren mit minimalem Stromverbrauch in einem größeren Bereich steuern können.

ZigBee und Z-Wave im Vergleich.

ZigBee und Z-Wave sind in der Lage, als Mesh-Netzwerke zu arbeiten. Die Geräte in diesen Netzwerken können mit einer Knopfzelle jahrelang im Schlafmodus oder bei der Übertragung eines konstanten Signals einige Monate lang halten. Diesen beiden Hauptähnlichkeiten stehen jedoch unterschiedliche technologische Spezifikationen gegenüber, die in der folgenden Tabelle 1 dargestellt sind:

Tabelle 1: ZigBee- und Z-Wave-Spezifikationen (Quelle: Autor)

Warum ZigBee?

• Bietet mehr Flexibilität bei der Profilentwicklung, was zu seiner Beliebtheit bei den Herstellern (OEMs) führte.
• Viele Zulieferer bieten den OEMs eine größere Auswahl an Optionen.
• Als offener Standard ist es eine äußerst vielseitige Funklösung (wenngleich das Protokoll relativ komplex ist).
• Mehr vernetzte Geräte ermöglichen mehr Ressourcen und Community-Support für die im Aufbau befindliche Anwendung.

 Warum Z-Wave wählen?

• Größere Reichweite als ZigBee: Die Z-Wave-Reichweite liegt bei 100m (Sichtverbindung), während sie bei ZigBee nur 20m beträgt.
• Arbeitet mit 908 MHz; dadurch werden Störungen durch andere drahtlose Signale vermieden, die üblicherweise bei 2,4 GHz arbeiten, einschließlich WLAN, Bluetooth^® und ZigBee. Störungen können zu Signalverlusten oder unzuverlässigen Signalen führen.
• Arbeitet stromsparender als ZigBee. Je nach Anwendung und Konfiguration kann das Z-Wave-Modul mit einem Satz AA-Batterien über Jahre hinweg betrieben werden.
• Einer der größten Vorteile von Z-Wave ist seine Interoperabilität: Der Z-Wave-Standard stellt sicher, dass alle eingesetzten Geräte herstellerunabhängig miteinander kompatibel sind. Damit ist Z-Wave ein wirklich offenes System, das die Produktauswahl für den Käufer nicht einschränkt. Zudem ist Z-Wave vollständig abwärtskompatibel. Die Veralterung von Geräten oder Technologien ist seit jeher ein großes Problem der Hersteller. Z-Wave hat es daher zu einer wichtigen Voraussetzung gemacht, dass alle neuen Geräte effektiv mit älteren Geräten kommunizieren können.

Fazit

ZigBee und Z-Wave haben jeweils ihre Vorteile: Sie eignen sich zwar für viele Wireless-Lösungen gleichermaßen, aber die Entscheidung für eine der beiden Technologien hängt am Ende von den Anforderungen der gewählten Anwendung ab.