ZigBee 3.0 – alle Details, Geräte und Informationen

Zigbee 3.0 - Geräte Hubs Lichter und mehr

ZigBee ist ein Standard für drahtlose Netzwerke mit geringem Datenaufkommen und geringem Stromverbrauch. Vor allem in den Bereichen der Hausautomation und Lichttechnik kommt das Protokoll immer häufiger zum Einsatz. Dank ZigBee 3.0 wurde zudem die Kompatibilität verschiedener Hersteller untereinander sichergestellt, um eine Vereinheitlichung im Bereich IoT voranzubringen.

ZigBee Informationen

Die Spezifikation ist eine Entwicklung der ZigBee-Alliance, welche Ende 2002 gegründet wurde. Sie ist ein Zusammenschluss von derzeit mehr als 500 Unternehmen, die die weltweite Entwicklung dieser Technologie vorantreiben. Unter anderem beteiligen sich namhafte Firmen wie Amazon, Google, Signify (Philips Hue), IKEA, Lidl oder Apple an diesem Zusammenschluss.

ZigBee 3.0 Alliance Logo
ZigBee Alliance Logo

Der Name ZigBee wurde aus dem „Zick-Zack-Tanz“ der Honigbiene abgeleitet.

ZigBee Besonderheiten und Vorteile

  • Mesh: Eine Haupteigenschaft des ZigBee-Protokolls ist die Fähigkeit Mesh-Netzwerke zu unterstützen. In einem Mesh-Netzwerk sind die Geräte (Knoten/Nodes) nicht nur mit einer zentralen Stelle verbunden, sondern auch untereinander. Die Verbindungen werden dabei dynamisch aktualisiert, sodass alle Geräte einen optimalen Empfang haben.
  • Low-Power: ZigBee ist eine Ultra-Low-Power-Technologie. Das bedeutet, dass Geräte auch auch mit wenig Energie betrieben werden können. Teilweise können Sensoren monate- oder jahrelang mit nur einer Batterie auskommen.
  • Weitere Features: niedrige Einschaltdauer, niedrige Latenzzeiten, Kollisionsvermeidung, Wiederholungsversuche und Quittierungen
ZigBee Geräte, Informationen und Details

Technische Spezifikationen

Netzwerk ProtocolZigbee PRO 2015 (oder neuer)
Netzwerk TopologySelf-Forming, Self-Healing MESH
Geräte-TypenKoordinator (routingfähig), Router, Endgerät, Zigbee Green Power
Netzwerkgrößebis zu 65,000
Drahtlos StandardIEEE 802.15.4-2011
Frequenzen / Kanäle2.4 GHz (ISM band)
16-channels (2 MHz wide)
Datenrate250 Kbits/sec
VerschlüsselungAES-128
Reichweite (Durchschnitt)Bis zu 300+ Meter (Sichtlinie)
Bis zu 100 Meter (Innenbereich)
Low Power SupportSleeping End Devices
Zigbee Green Power Devices

ZigBee Versionen

Am 13. Juni 2005 erschien ZigBee 1.0, welche heute hauptsächlich unter dem Namen ZigBee 2004 bekannt ist. Diese Version gilt jedoch als veraltet und wurde 2006 von einer komplett überarbeiteten Version abgelöst.

Im September 2007 wurde ZigBee Pro veröffentlicht. Der Standard richtet sich an Anwendungen, die sowohl mit wenig Datenrate als auch speziell minimiertem Energieverbrauch auskommen sollen. Inoffiziell (und fälschlicherweise) wird ZigBee Pro auch Zigbee 2.0 genannt.

Bereits im Dezember 2016 wurden für ZigBee 3.0 diverse Zertifizierungen für acht Hersteller ausgestellt, um eine Vereinheitlichung im Bereich IoT voranzubringen. Heutzutage werden fast ausschließlich Geräte mit dem ZigBee 3.0 Standard eingesetzt

Vorteile von ZigBee 3.0

Zigbee 3.0 bietet einen einheitlichen Standard für alle Geräte und herstellerübergreifende Interoperabilität. Das bedeutet, dass alle Geräte, die nach dem ZigBee Standard zertifiziert, sind miteinander kommunizieren können. Dies vereinfacht die Installation für den Endanwender, da nicht mehr auf Herstellerspezifische Details geachtet werden muss.

Ein weitere Vorteil von ZigBee 3.0 ist die Abwärtskompatibilität zu älteren Sensoren und Aktoren. Dadurch wird sichergestellt, dass alte Geräte weiteren problemlos funktionieren und auch mit neuen Geräten kompatibel sind. Somit lassen sich zum Beispiel die Philips Hue Lampen problemlos mit einem Sonoff-Gateway steuern.

ZigBee Smarthome Produkte und Hersteller

ZigBee Hubs, Gateways und Bridges

Ein ZigBee Hub oder Gateway ist das Gehirn des ZigBee Netzwerks. Es dient als Smart-Home-Zentrale und übernimmt die zentrale Steuerung der verschiedenen ZigBee Geräte. Je nach Hersteller werden diese Gerätetypen als Hub, Bridge oder Gateway bezeichnet.

Amazon Echo Dot – Smarthome Lautsprecher zum kleinen Preis

Für den schnellen Einstieg zu Hause eignen sich vor allem die Alexa Smart Home-Geräte von Amazon. Sowohl der Amazon Echo Dot , als auch der Echo Show 8  können als ZigBee Gateway genutzt werden. zur Steuerung wird die Alexa-Sprachsoftware genutzt.

Für alle, die ihre ZigBee Geräte per App oder Smarthome-Software bedienen möchten, bieten sich autarke Zigbee Bridges bzw. Hubs an. Diese besitzen im Vergleich zu integrierten Geräten den Vorteil, dass sie meist eine eigene App zur Steuerung mitbringen und Lichter, Steckdosen und Thermostate somit problemlos in Apples HomeKit oder Google Home integriert werden können.

Unsere Empfehlung: Philips Hue Bridge

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Dank des Philip Hue Ökosystems wird die Einrichtung der Zigbee Geräte zum Kinderspiel. App installieren, Netzwerk einrichten und Zigbee Geräte hinzufügen – so einfach geht es.

Ein weiterer Vorteil der Hue-Bridge ist außerdem die offene, und gut dokumentierte API-Schnittstelle der Geräte. Damit kann die Hue-Zentrale problemlos mit ioBroker, NodeRed, FHEM und weiteren Tools problemlos angesteuert werden

Weitere ZigBee 3.0 Gateways

Schalter und Fernbedienung

Mit ZigBee Schaltern und Fernbedienungen können andere Geräte im gleichen ZigBee Netzwerk gesteuert werden. Viele Hersteller bieten zudem die Möglichkeit die bereits bestehende Stromverkabelung zu nutzen um Deckenleuchten und andere Geräte über die ZigBee Zentrale anzusteuern. Neben normalem An/Aus-Schaltern gibt es außerdem noch Fernbedienungen mit Dimmer oder spezielle Wandthermostate .

Fernbedienungen:

Schalt-Aktoren

Lampen und Lichtsysteme

Ein Haupt-Anwendungsfall im Smarthome-Bereich ist sicherlich das bequeme Schalten und Dimmen von Leuchten und anderen Lichtsystemen. Da die Nachfrage in den vergangenen Jahren immer weiter gestiegen ist gibt es mittlerweile für jede Lampenfassung das entsprechende ZigBee-Leuchtmittel. Vor allem die Lampen von Signify (Philips Hue) und IKEA (Tradfri) besitzen in diesem Bereich einen großen Marktanteil.

Unser Tipp: Auf einen Hersteller setzen

Auch wenn alle ZigBee 3.0 Geräte untereinander kompatibel sind, lohnt es sich meist bei einem Hersteller für Bridge und Leuchtmittel zu bleiben. Dies erleichtert die Einrichtung und kann deutliche Vorteile bei den diversen Einstellungsmöglichkeiten der Geräte bringen. Dank der vielfältigen Produktpalette und der hochwertigen Verarbeitung empfehlen wir daher auch hier Philips Hue Leuchtmittel*.

Weitere Lichtsysteme

Natürlich gibt es viele weitere Hersteller und Anbieter für ZigBee Smarthome Leuchten. Zu den bekanntesten zählen unter anderem Silvercrest von Lidl oder Tradfri von IKEA.

ZigBee Steckdosen

Eine weitere Möglichkeit um Geräte Smarthome-tauglich zu machen sind ZigBee Steckendosen bzw. Zwischenstecker. Hiermit können bestehende Geräte problemlos in das „Intelligente Zu Hause“ integriert, und per App oder Spracheingabe gesteuert werden.

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  • ZigBee und Alexa kompatibel: Direkt steuerbar über Alexa Echo Plus und Echo Show. Ansonsten ist ein Zigbee-fähiges Gateway notwendig

Weitere Zigbee Steckdosen:

Andere ZigBee Geräte im Überblick

Die Auswahl an ZigBee Geräten wird stetig erweitert um allen Anwendungsbereichen im SmartHome gerecht zu werden. Neben Thermostaten gibt es Bewegungsmelder, Außenleuchten*, LED-Controller, Thermometer und sogar Rauchmelder.

Zigbee Thermostate

ZigBee Bewegungsmelder

Beim Kauf eines ZigBee Bewegungsmelders sollte unbedingt auf die Kompatibilität der Geräte untereinander geachtet werden. Besonders bei Bewegungsmeldern gibt es herstellerspezifische Unterschiede. Die Antwort auf die entsprechende Kompatibilitäts-Frage erhält man meist bereits in den Amazon-Kommentaren oder durch einfaches Googlen.

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Weitere Geräte

ZigBee 3.0 Integration

Danke der großen Community, des offenen Standards und vieler untereinander kompatibler Geräte ist die Integration in bestehende ZigBee Netze ein Kinderspiel. Aber auch andere Smarthome-Lösungen bieten Schnittstellen zur einfache Konfiguration an.

Alexa, Echo, Homepod und Co

Neben den herstellerspezifischen Gateways bieten auch Amazon, Apple und Google eigene ZigBee-Bridges an. Diese sind meist in den hauseigenen Smarthome-Lautsprechern integriert. Wer also bereits einen Amazon Echo Dot oder Apples Homepod besitzt kann problemlos ZigBee Geräte ansteuern.

Smart Speaker von Apple, Google und Amazon
Smart Speaker von Apple, Google und Amazon (v.l.)

Smarthome Software

Die folgenden Tools unterstützen die Kommunikation mit ZigBee-Geräten:

  • openHAB
  • ioBroker
  • Home Assistant
  • FHEM
  • Domoticz
  • NodeRed

Oft können die ZigBee Gaetways direkt über das Netzwerk in die jeweilige Smarthome-Software integriert werden. Somit ist die Steuerung von Lampen oder Thermostaten problemlos möglich. Dank der ausführlichen API-Dokumentation funktioniert das beispielsweise mit den Philips Hue Bridge recht mühelos.

Die Philips Hue Bridge erleichtert die Anbindung an NodeRed, ioBroker und Co

Wer gern mehr Kontrolle über seine Daten möchte und zudem weiteren Informationen Auslesen möchte kann ebenso zu einem ZigBee-Funkstick greifen. Diese können direkt per USB an den entsprechenden Homeserver angeschlossen und in die jeweilige Software integriert werden.

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Aber Achtung: Teilweise funktionieren nicht alle ZigBee-Sticks Out-of-the-Box. Teilweise ist ein Umflashen der Hardware notwendig, um die maximale Kompatibilität zu erhalten.

Ist ZigBee sicher?

Die Übertragung zwischen den verschiedenen ZigBee-Geräten erfolgt verschlüsselt. Der ZigBee-Standard nutzt dafür einen 128Bit AES-CCM-Algorithmus auf Netzwerkebene um die drahtlos versendeten Daten zu verschlüsseln. Ebenso ist eine Verschlüsselung auf Anwendungsebene möglich. Nach heutigem Kenntnisstand gilt die Übertragung damit als abhörsicher.

Die ZigBee-Alliance arbeitet weiterhin eng mit allen Mitgliedern zusammen, um sicherzustellen, dass alle Funktionen, die in den bestehenden Standards und Sicherheitsmaßnahmen zur Verfügung stehen, in vollem Umfang genutzt werden können, um ein sicheres und ermutigendes IoT-Erlebnis zu bieten.

Allgemein sollten alle Geräte auf einem aktuellen Softwarestand gehalten werden, um potentielle Angriffsszenarien auszuschließen. Hierfür bieten die meisten Hersteller regelmäßig Updates in Ihren Apps bzw. Anwendungen an.

Fazit

ZigBee 3.0 erleichtert die Einrichtung von SmartHome Geräten im eigenen zu Hause und ist dank vieler Vorteile ein gutes Allround-Paket für Einsteiger und Beginner. Aber auch Profis können den Funkstandard für ihre Zwecke nutzen. Mit Hilfe der öffentlichen Dokumentation und vielen Anleitungen im Web lassen sich ZigBee-Geräte mühelos in die eigene Smarthome Software einbinden.

Die Mesh-Funktionalität sorgt dabei für eine Hohe Reichweite der einzelnen Geräte und dank Abwärtskompatibilität können auch ältere Geräte mit dem neuen ZigBee 3.0 Standard kommunizieren.

* = Affiliatelinks / Werbelinks

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