Was ist Z-Wave?

Z-Wave - INHALT

1. Was ist Z-Wave und wer steht hinter ihm? 
2. Wie funktioniert diese drahtlose Verbindung?
3. Was sind die Stärken des Z-Wave-Protokolls?
4. Welche Geräte unterstützen Z-Wave?
5. Wann sollte man sich für Z-Wave entscheiden und wann eher für die Konkurrenz? 

Was ist Z-Wave und wer steht hinter ihm? 

Z-Wave ist ein Kommunikationsprotokoll (ähnlich dem Wifi oder Bluetooth), über das einzelne Smart-Home-Geräte miteinander kommunizieren können. Es handelt sich also nicht um eine "Universalbox", sondern vielmehr um die Art und Weise, wie die einzelnen Geräte miteinander verbunden werden. 

Das dänische Unternehmen Zensys steht hinter der Entwicklung des Z-Wave-Standards, aber die Patente sind derzeit im Besitz des US-Unternehmens Silicon Labs, und der Zertifizierungsprozess wird von der Z-Wave Alliance verwaltet, der Hunderte von Unternehmen angehören, hauptsächlich Hersteller von intelligenten Geräten oder Softwareentwickler. Aus diesem Grund wird Z-Wave als ein gewissermaßen universeller Standard anerkannt, der Geräte vieler verschiedener Marken miteinander verbindet.

Wie funktioniert diese drahtlose Verbindung?

In Europa nutzt Z-Wave die drahtlose Übertragung auf 868,42 MHz. Es ist daher resistent gegen Interferenzen von Wifi bei 2,4 und 5 GHz sowie gegen Mikrowellen und andere Geräte. Dank der niedrigeren Frequenz hat das Protokoll auch eine größere Reichweite (als z. B. WLAN), da sich die niedrigere Frequenz (d. h. die größere Wellenlänge) besser durch feste Materialien wie Wände ausbreitet. Die normale Reichweite des Steuergeräts beträgt 100 Meter im Freien und 50 Meter in geschlossenen Räumen.

Bei der Einrichtung eines Smart Home mit dem Z-Wave-Protokoll ist noch ein weiterer wichtiger Punkt zu beachten. Das Z-Wave-Netzwerk selbst kommuniziert nicht mit dem Internet. Daher wird eine Bridge (oder Hub oder Gateway) oder eine Zentraleinheit benötigt, um ein Smart Home zu steuern und die Automatisierung einzurichten. Diese ist in der Regel sowohl mit dem Z-Wave-Protokoll als auch mit WLAN verbunden und kann die Signale untereinander übersetzen. Wenn Sie beispielsweise einen Sprachbefehl über einen intelligenten Assistenten geben, um eine intelligente (Z-Wave-fähige) Lampe einzuschalten, wird der Befehl zunächst über Wifi an den Hub weitergeleitet, wo er in Z-Wave umgewandelt wird und die Glühbirne ausgeschaltet wird. Da der Z-Wave-Standard auch für seine bessere Sicherheit (als z.B. WLAN) bekannt ist, spielt die Bridge in dieser Hinsicht eine wichtige Rolle, da sie die Befehle an die einzelnen Geräte verschlüsselt und entschlüsselt. 

Eine weitere Besonderheit des Z-Wave-Protokolls ist die Mesh-Netzwerktopologie. Einfach ausgedrückt bedeutet dies, dass das Gerät nicht nur mit dem Controller oder Hub kommuniziert, sondern auch mit anderen intelligenten Produkten dazwischen, was die Reichweite effektiv erhöht - je mehr Geräte Sie haben, desto größere Reichweite haben Sie. 

Erwähnenswert ist auch der geringere Energieverbrauch dieses Protokolls, da es nicht nur eine niedrigere Frequenz, sondern auch eine geringere Datenrate hat, da es nur kleine Datenmengen überträgt (z.B. Sensorstatus, ein/aus). Darüber hinaus ist die Z-Wave-Technologie für einen speziellen Schlafmodus optimiert, in dem das Gerät die meiste Zeit über nur wenig Strom verbraucht und nur dann aufwacht, wenn eine Nachricht empfangen oder gesendet wird. Daher wird diese Technologie häufig in batteriebetriebenen Geräten eingesetzt.

Was die hypothetischen Auswirkungen auf den menschlichen Körper betrifft, so ist die minimale Strahlung ebenfalls von Vorteil. Die Z-Wave-Produkte haben im Vergleich zu Mobiltelefonen eine 4.000-mal geringere Strahlung, was zu ihrem geringeren Stromverbrauch und der geringeren Wahrscheinlichkeit von Interferenzen mit anderen Geräten beiträgt. 

Was sind die Stärken des Z-Wave-Protokolls?

Mit einer zentralen Einheit (Bridge), die Z-Wave unterstützt, können Sie verschiedene Produkte einfach verbinden und sie bequem und interaktiv von Ihrem Computer, Mobiltelefon oder Tablet aus steuern. Hier sind einige der wichtigsten Vorteile der Z-Wave-Konnektivität: 

• Zuverlässige und sichere drahtlose Kommunikation: Das Z-Wave-Protokoll kann eine Ende-zu-Ende-Verschlüsselung und den AES-128-Standard verwenden
• Kooperation zwischen Geräten vieler verschiedener Marken: Sofern vom Hersteller nicht anders angegeben, können einzelne Geräte verschiedener Marken problemlos miteinander kommunizieren
• Hohe Reichweite und Signaldurchsatz: Das Z-Wave-Signal reicht in Innenräumen bis zu 50 Meter weit, wobei die einzelnen Geräte als Repeater fungieren.
• Minimaler Stromverbrauch: Das Protokoll ist durch den integrierten "Schlafmodus" für batteriebetriebene Geräte geeignet.
• Fernsteuerbar über das Internet und lokal von zu Hause aus
• Große Anzahl an verfügbaren Geräten und einfache Erweiterbarkeit
• Einfache Installation durch Sie selbst: Um ein Z-Wave-Netzwerk zu betreiben, benötigen Sie nur ein Gerät, eine Bridge, WLAN und ein Mobiltelefon

Welche Geräte unterstützen Z-Wave?

Es gibt eine Fülle von Smart Home-Produkten, die Z-Wave unterstützen. Dank seiner fortschrittlichen Verschlüsselung ist das Protokoll jedoch besonders für sicherheitsbewusste Geräte geeignet. Mit Z-Wave können Sie Ihr gesamtes Haus über das Display Ihres Mobiltelefons steuern, auch wenn Sie nicht zu Hause sind. Mit den Sensoren lässt sich leicht überprüfen, ob etwas Unerwartetes passiert, und Sie werden automatisch gewarnt, wenn dies der Fall ist. Sie können problemlos Besucher in Ihr Haus lassen, wenn Sie nicht da sind. Natürlich können die Z-Wave-Geräte auch an verschiedene Automatisierungssysteme angeschlossen werden, wobei das Smartphone beispielsweise Ihren Standort erkennt und automatisch das Licht einschalten, die Heizung starten, die Jalousien in die richtige Position bringen kann und vieles mehr. Sobald Sie das Haus verlassen, schaltet es das Licht aus, aktiviert den Alarm, senkt die Temperatur und tut alles, was Sie ihm sagen. So sparen Sie Zeit, Sorgen und Geld.

Das Z-Wave-Protokoll wird von Thermostaten, Sensoren (für Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Lichtintensität, CO2), Bewegungssensoren, Alarmen, Beleuchtung, Klimaanlagen, HVAC, Energiezählern, IP-Kameras, Türschlössern, Steckdosen, Audio/Video-Controllern und Modulen zur Steuerung von Jalousien, Rollläden und Garagentoren verwendet.

Gleichzeitig ist es wichtig zu beachten, dass es beim Z-Wave-Protokoll (und dem konkurrierenden Zigbee) immer notwendig ist, eine Zentraleinheit oder einen Hub (sonst auch Bridge oder Gateway) zu verwenden. Über Z-Wave können die Geräte miteinander kommunizieren, aber nicht mit dem Internet interagieren. Um sie über das Mobiltelefon zu steuern (und die entsprechenden Ökosysteme - wie z. B. Google Home, Apple HomeKit, Amazon Alexa und andere zu verwenden), benötigen Sie einen Hub, um die beiden Technologien zu verbinden.

Wann sollte man sich für Z-Wave entscheiden und wann eher für die Konkurrenz?

Ein alter Rivale von Z-Wave ist ZigBee, das ebenfalls auf der Mesh-Topologie basiert und einen geringen Stromverbrauch hat, aber eine 2,4-GHz-Frequenz für die Übertragung verwendet und eine etwas höhere Übertragungsgeschwindigkeit aufweist. Im Vergleich zum Z-Wave hat es jedoch eine etwas schwächere Sicherheit - der AES-128-Standard ohne die S2-Erweiterung - und seine Reichweite ist nicht so groß. Lesen Sie mehr über Zig-Bee in diesem Artikel: Zigbee: Der stille Dirigent des Smart Home

Z-Wave ist natürlich immer noch auf dem Markt präsent, aber immer mehr moderne und effiziente Protokolle wie der Thread-Standard, der von einem Herstellerkonsortium entwickelt wurde und im Gegensatz zu Z-Wave keine Patente benötigt, beginnen sich durchzusetzen, so dass es scheint, dass immer mehr Hersteller eher diesen Standard übernehmen. Mit Thread können (wie mit Z-Wave) die Geräte miteinander kommunizieren, die dasselbe Protokoll verwenden, es bietet eine AES-128-Verschlüsselung und basiert auf einem Mesh-Netz von IP-Adressen, was den Anschluss der einzelnen Geräte an das Internet erleichtert.

Z-Wave gehört zu einer etwas älteren Generation von Kommunikationsprotokollen. Das heißt aber nicht, dass es über Nacht verschwinden wird. Es werden immer noch Produkte auf den Markt gebracht, die dieses Protokoll für die Kommunikation verwenden. Wenn Sie also bereits ein Smart Home auf Basis dieses Protokolls aufgebaut haben, gibt es keinen Grund, in Panik zu geraten und dieses Protokoll nicht weiter auszubauen. Andererseits, wenn Sie Ihr Smart Home noch planen, ist es eine Überlegung wert, ob Sie einen der neueren Standards wählen, oder zum Beispiel ein Gerät, das den Matter Standard unterstützt, der darauf abzielt, die Smart-Home-Konnektivität unabhängig von Marke oder Protokoll zu vereinheitlichen (er unterstützt WLAN, Thread oder Ethernet).

Z-Wave bietet eine Reihe von Vorteilen für die Hausautomation. Die zuverlässige drahtlose Kommunikation, die Kompatibilität mit mehreren Geräten, die Verschlüsselung und die einfache Installation ermöglichen eine bequeme und interaktive Verwaltung Ihres Smart Home über Ihren Computer, Ihr Mobiltelefon oder Ihr Tablet. Mit seinen relativ niedrigen Anschaffungskosten und den umfangreichen Erweiterungsmöglichkeiten ist Z-Wave ein effektives Tool für die Hausautomation, das Komfort, Sicherheit und Energieeinsparungen verbessert.