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Funkprotokoll ZigBee will sich neu erfinden

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Rund 1000 Produkte wurden schon für ZigBee zertifiziert, dennoch ist das Funkprotokoll weit davon entfernt, der beworbene allumfassende Standard für Heimautomation und das Internet der Dinge zu sein. Die Spezifikation 3.0 soll dies nun ändern.

Wer sein Domizil in Eigenregie mit flexiblen Lichtszenarien in Szene setzen will, kommt kaum um das „Hue“-System von Philips herum, dessen LED-Leuchtmittel sich per App vom Smartphone oder Tablet aus steuern lassen. Für den niederländischen Konzern ist Hue ein großer Erfolg – und eigentlich auch für „ZigBee“. Dieses Protokoll nutzen die Lampen, um mit der Hue-Bridge zu kommunizieren, die ihrerseits die Netzwerkverbindung zum Mobilgerät herstellt.

Die hinter dem Standard stehende ZigBee Alliance ist mit der aktuellen Situation dennoch unzufrieden: ZigBee-Produkten bewerben nur selten, dass sie das Funkprotokoll benutzen. Dafür gibt es gute Gründe: Trotz Zertiizierung arbeiten Geräte verschiedener Hersteller oft nicht oder nur mit sehr viel Aufwand zusammen. So kann etwa das von der Telekom vertriebene Smart-Home-System Qivicon trotz optionalem ZigBee-Stick die Hue-Lampen nicht direkt einbinden, sondern nur über die Bridge.

Die Probleme bei der Zusammenarbeit kommen vor allem daher, dass sich ZigBee in eine ganze Familie von Standards auffächert (siehe Skizze). Alleine die Hauptspezifikation „ZigBee Pro“ umfasst neben dem bei Hue benutzten „Light Link“ sechs weitere Profile plus optionalem Profil „Green Power“ für batterielose Schalter. Unter dem Akronym RF4CE (Radio Frequency For Consumer Electronics) existiert zudem eine eigene Spezifikation für die Steuerung von Unterhaltungselektronik, wiederum mit drei Profilen. Vor zwei Jahren kam mit „ZigBee IP“ noch eine Spezifikation für das Internet der Dinge unter Einbindung von IPv6 hinzu.

Ursprünglich sollte die Aufsplittung maßgeschneiderte Lösungen für alle möglichen Anwendungsszenarien und Prozessoren ermöglichen, doch am Ende entstanden zahlreiche Insellösungen. Das liegt nicht nur daran, dass sich Hersteller nur die für ihre Zwecke nötigen Profile herauspicken: Trotz Zertifizierung scheinen machen Firmen ZigBee auch noch durch proprietäre Erweiterungen ergänzt zu haben – ob aus Bedarf oder zur Abschottung vor der Konkurrenz. Wer in den USA etwa Produkte von Control4 oder Creston an den Hub von SmartThings anschließen will, stößt in Foren eher auf frustrierte Leidensgenossen als auf Lösungen – obwohl die Geräte aller drei Hersteller eigentlich dem ZHA-Profil folgen.

Im Heimautomationsbereich verliert ZigBee bereits sichtbar an Boden gegen seinen international größten Konkurrenten Z-Wave, dessen Entwickler von Beginn an auf die Interoperabilität aller zertifizierter Geräte setzten. Die Zahl der Z-Wave-Module und Steuerungszentrale steigt stetig, im Frühjahr wollen Devolo und Schwaiger einsteigen.

Für ZigBee könnte es sogar noch schlimmer kommen: Smart-Thermostat-Hersteller Nest, einst Verfechter des Protokolls, hat in der „Thread Group“ gemeinsam mit ARM, Silicon Labs und Samsung ein neues Verfahren zur Smart-Home-Vernetzung entwickelt, das wie ZigBee auf der IEEE-Spezifikation 802.15.4 aufsetzt, aber ohne das Protokoll selbst auskommt. Dass sich existierende ZigBee-Produkte wie Hue-Lampen und Nest-Thermostaten per Firmware zu Thread kompatibel machen lassen sollen, werten manche Experten als Kuss des Todes.

Neustart

Den Ausweg aus dem Dilemma soll künftig ZigBee 3.0 bringen – als umfassender Standard, der die bisherigen Teilaspekte unter einen Hut bringt. Danach zertifizierte Geräte werden sechs der sieben Pro-Profile unterstützen. Das Profil „Smart Energy 1.x“ zur Steuerung elektrischer Energie und des Wasserverbrauchs ist hingegen in Zigbee 3.0 nicht komplett enthalten. Der Grund ist die darin implementierte Verschlüsselung, die stark gesicherte intelligente Stromnetze ermöglicht. Laut ZigBee Alliance soll diese nachträglich als Option in den Standard integriert werden. Dann ließe sich auch Smart Energy 1.x nutzen, da die notwenigen Funktionen auf Applikationsebene schon enthalten sind.

Die Abwärtskompatibilität von ZigBee 3.0 ist beschränkt: Nur Geräte, die die Profile Home Automation oder Light Link nutzen, bleiben garantiert auch unter dem neuen Standard nutzbar. Dafür soll es unter 3.0 echte Kombigeräte geben, etwa Lampen mit Bewegungs- und Lichtsensoren. Für die anderen Pro-Profile empfiehlt die Alliance Entwicklern neuer Geräte lediglich, sich schon nach der kommenden Spezifikation zu richten.

Derzeit befindet sich ZigBee 3.0 im Testbetrieb, erste Vorführungen sind für die CES im Januar 2015 geplant. Verabschiedet wird die neue Spezifikation allerdings frühestens Ende 2015. (nij)

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