Warum eigentlich Z-Wave?

Ich werde immer wieder gefragt, warum ich mich für Z-Wave als Funkstandard entschieden habe.

Die Antwort ist eigentlich ganz einfach, bzw logisch, wenn man den Hintergrund kennt. Ich habe mich persönlich auf zwei Smart Home Standards fokusiert, das ist zum Einen Z-Wave und zum Anderen digitalStrom. Leider lässt sich Digitalstrom in Bestandsstrukturen und Mietwohnungen selten umsetzen, da die Elektorverteilung umgebaut werden muss. Und da kommt Z-Wave ins Spiel.

Bei Z-Wave handelt es sich um einen Herstellerunabhängigen Funkstandard, welcher von der Z-Wave Alliace verwaltet wird. Die Z-Wave Alliace verbindet 375 Hersteller mit über 1500 Z-Wave Produkten. Sitz der Allianz ist das US-amerikanische Milpitas in Kalifornien. Sechs Unternehmen zählen zu den Principal Members, also den Hauptmitgliedern, dieser Vereinigung. Dies sind Sigma Designs, Fakro, Evolve, Ingersoll-Rand, Jasco Products Company und Nortek. Alle beteiligten Hersteller haben die Auflage ihre Z-Wave Geräte nach dem einheitlichen Standard zu entwickeln, damit alle Geräte aller Hersteller untereinander kompatibel sind. Das ist so ähnlich wie mit dem WiFi Logo, welches auch nur die Geräte bekommen, die nach dem Standard mit allen anderen kompatibel sind, nur darum funktionieren W-LAN Geräte verschiedener Hersteller miteinander.

Und genau das ist das besondere an Z-Wave, man hat die Auswahl von verschiedenen Geräten von verschiedenen Herstellern und ist somit nicht an einen einzigen Hersteller gebunden. So kann man sich die besten Geräte von verschiedenen Herstellern zusammen suchen, dass so genannte Cherry picking, um ein guten Ergebnis zu erziehlen. Diese Hersteller- und Produktvielfalt wirkt sich auch positiv auf den Preis und die Qualität aus, da man ja jeder Zeit das vermeintlich „bessere“ Gerät eines anderen Herstellers zu einem besseren Preis bekommt.

Die ersten Produkte sind seit dem Jahr 2004 auf dem Markt. Entwickelt wurde der Funkstandard für die Hausautomation ursprünglich von zwei dänischen Ingenieuren im Jahr 2001. Das Kopenhagener Unternehmen Zen-Sys verkaufte die Funktechnik an andere Unternehmen. Die Gründung der Z-Wave Allianz erfolgte dann im Jahr 2005. 2008 brachte die Merten GmbH (heute zu Schneider Eletric gehörend) als erster deutscher Hersteller Produkte mit diesem drahtlosen Standard für die Hausautomation auf den Smart Home Markt. 2009 wurde Zen-Sys von Simga Disgns übernommen, einem der heutigen Hauptmitglieder der Z-Wave Allianz.

Aber auch technisch ist Z-Wave sehr durchdacht und kann mit einigen Vorzügen Punkten. Man benötigt zwar für viele Dinge eine Art Zentrale, die sogenannte Controller Unit, aber die Basisfunktionen der Geräte funktionieren auch ohne. In einem Z-Wave Netz müssen die einzelnen Geräte nicht zwangsläufig direkten Funkkontakt mit der Controller Unit haben, da es ein sogenanntes Meshnetzwerk aufbaut.
Jedes Gerät kennt seine direkten Nachbarn und leitet an diese ein kommunikationspakt weiter, wenn keine direkte Funkverbindung zum Absender besteht. Dadurch kann das Netzwerk wachsen, ohne das jeder Teilnehmer ein direkten Funkkontakt zur Controller Unit braucht. Außerdem gibt es immer eine Rückinformation vom Gerät zur Controller Uni, ob das Signal angekommen ist und verarbeitet wurde. Das ist ein wesentlicher Sicherheitsaspekt.

In Europa funkt Z-Wave auf 868.42 MHz, womit man innerhalb von Gebäuden erfahrungsgemäß nicht weiter als 15 – 20m kommt. Beim Kauf von Z-Wave Geräten muss unbedingt darauf geachtet werden, dass diese für das Bestimmungsland sind, da zum Beispiel in den USA die Frequenz bei 908.42 MHz liegt und deshalb die Geräte nicht hier bei uns in Europa eingesetzt werden können.

Z-Wave Plus

Seit 2013 gibt es eine Erweiterung des Z-Wave Standards, den Z-Wave Plus. Dieser hat folgende Verbesserungen:

• Längere Batterie-Lebensdauer um ca. 50%
• Höhere Reichweite um 67%
• mehr Bandbreite (250%)
• Netzwerkweites Hinzufügen von Geräten (nicht nur in unmittelbarer Nähe des Controllers)
• Verbesserte Selbstheilung und Fehlertoleranz mit Explorer Frame-Funktion
• Standardisierten Verfahren für den Air Firmware-Updates (OTA)
• Hohe Kompatibilität durch bessere Definition der Schnittstellen und Einschränkung von „herstellerspezifischen Freiheiten“

Wie man mittels Z-Wave und openHAB auf einem Raspberry Pi den Grundstein für seine Smart Home legt, habe ich hier beschrieben.