Explicación de Zigbee y Z-Wave
Ambos protocolos se basan en una topología de red de malla, lo que significa que cada dispositivo también sirve como un nodo en la red, lo que permite que las señales salten de un dispositivo a otro hasta llegar a su dispositivo de destino. Esto amplía el rango casi ilimitadamente y proporciona una red muy estable y sólida. Si un dispositivo falla, la señal tomará otra ruta hacia el destino.
¿Qué es Zigbee?
El protocolo de comunicación Zigbee es un protocolo estándar abierto utilizado en redes de malla para la comunicación inalámbrica entre dispositivos inteligentes. El protocolo Zigbee, las señales pueden saltar de un dispositivo Zigbee a otro en una estructura abierta sin conectar cada dispositivo a un concentrador central ( Wifi ).
Zigbee utiliza el protocolo IEEE 802.15.4 que resuelve los altos costos y consumo de energía de los dispositivos inteligentes.
El protocolo Zigbee admite la comunicación entre más de 65 000 dispositivos que utilizan una frecuencia de 2,4 GHz, lo que aumenta el alcance y la penetración.
¿Qué es Z-Wave?
Z-Wave es un protocolo estándar utilizado en redes de malla para la comunicación inalámbrica entre dispositivos inteligentes. Aunque Z-Wave es propiedad de Sigma Design, es mantenido por Z-Wave Alliance, una coalición de 400 empresas, lo que lo hace muy confiable, también en el futuro.
Este protocolo no puede ser alterado por nadie, lo cual es el núcleo del protocolo Z-Wave, ya que garantiza una interoperabilidad y seguridad efectivas.
El protocolo Z-Wave admite hasta 232 dispositivos en la frecuencia de 908,2 MHz con un rango de comunicación entre los dispositivos de hasta unos 100 m. Estas características hacen de Z-Wave una opción atractiva para Internet de las cosas (IoT) y domótica.
Ambos protocolos requieren una puerta de enlace o puente para conectarse, a diferencia de los dispositivos wifi que se conectan a través de su conexión a Internet a un servidor basado en la nube. Esto significa que los dispositivos Zigbee y Z-Wave a menudo funcionan incluso sin conexión a Internet y le brindan mayor seguridad y control.
Algunos asistentes domésticos también funcionan como una puerta de enlace, pero en su mayoría (y se recomienda para eliminar la necesidad de una conexión a Internet) necesitaría una puerta de enlace o un puente dedicado.
ofrece varios puentes como ZBBridge y ZBBridge Pro , pero también el nuevo NSPanel Pro tiene una puerta de enlace integrada para Zigbee.
Él Aeotec Smart Hub (anteriormente Samsung Smart Hub) es otra gran puerta de enlace, ya que funciona con la plataforma SmartThings que admite configuraciones sencillas y más complejas de escenas y rutinas y admite dispositivos Zigbee, Z-Wave y Wifi como dispositivos IoT (aspiradoras, cerraduras, TV, etc.) y funciona con asistentes domésticos populares como Google Home, Apple iOS, Ipad iOS y Alexa.
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Protocolos Zigbee versus Z-Wave
1. Confiabilidad
Para que una red de malla funcione correctamente, debe usar un protocolo confiable con muy pocas señales perdidas causadas por interferencias cuando otros dispositivos usan la misma frecuencia.
El protocolo Zigbee utiliza la frecuencia de 2,4 GHz ampliamente utilizada en Europa, lo que podría provocar la pérdida de señales debido a la interferencia de cualquier otro wifi , microondas o dispositivo cercano que funcione con la misma frecuencia.
El protocolo Z-Wave utiliza la frecuencia 908.42MHz, pero esta también puede ser utilizada por otros como teléfonos fijos. Sin embargo, el riesgo de interferencia en esta frecuencia es mucho menor.
Al decidir qué protocolo usar, es importante considerar el grado potencial de superposición de frecuencias que podría causar confiabilidad.
2. Interoperabilidad
El núcleo de IoT es la interoperabilidad entre dispositivos y sus protocolos. La interoperabilidad es la capacidad de los dispositivos o computadoras para comunicarse e intercambiar información con otros dispositivos. Debido a las diferencias de certificación, la interoperabilidad presenta una diferencia significativa entre los protocolos Zigbee y Z-Wave.
Zigbee es mantenido por Zigbee Alliance, que consta de 400 empresas miembros responsables de 2500 dispositivos Zigbee y quinientos millones de conjuntos de chips. Sin embargo, antes, la certificación de Zigbee no era tan consistente y algunos dispositivos cuyo software no cumplía con el protocolo Zigbee podían recibir la certificación de Zigbee. Esto fomentó la venta de dispositivos no interoperables bajo el nombre de Zigbee. Con Zigbee 3.0, esto ha cambiado y todos los dispositivos Zigbee 3.0 ahora están unificados e interoperables.
Z-Wave es propiedad de Sigma Designs y lo mantiene Z-Wave Alliance, que controla la certificación de los dispositivos Z-Wave. Desde el principio, los dispositivos Z-Wave han tenido interoperabilidad ya que el certificado ion asegura que cada dispositivo Z-Wave certificado funcione con cada controlador Z-Wave.
Conclusión: los productos Zigbee son interoperables entre sí solo si fueron revisados antes de ser certificados y son de la versión Zigbee 3.0.
Los productos Z-Wave siempre son interoperables consigo mismos a través del controlador Z-Wave.
3. Velocidad
La velocidad del protocolo es una de las primeras consideraciones para las personas y las organizaciones al elegir la tecnología inalámbrica. La funcionalidad lenta de los dispositivos inteligentes puede ser molesta y estos dos protocolos difieren en velocidad.
El protocolo Zigbee se comunica en una frecuencia de 915 MHz o 2,4 GHz. Esto indica que la velocidad de comunicación con Zigbee es de 40-250kbps. Esta gama es rápida y admite aplicaciones de vida inteligente y fácil, como sensores inteligentes y atención médica.
El protocolo Z-Wave se comunica en 908,42 MHz con una velocidad de 9,6-100 kbps, por lo que es significativamente más lento que Zigbee. Este rango de velocidad podría ser adecuado para ciertos usos de IoT, como parlantes inteligentes, pero sería lento para sensores inteligentes y atención médica, que necesitan respuestas rápidas.
4. Conectividad
El protocolo Zigbee soporta redes mesh de + 65.000 dispositivos al mismo tiempo. Esto podría ser un factor importante para grandes redes como empresas, fábricas y grandes oficinas.
El protocolo Z-Wave admite conexiones de malla con un máximo de solo 232 dispositivos, lo que en su mayoría sería suficiente para el hogar y las pequeñas empresas.
5. Número de saltos
El protocolo Zigbee admite un número ilimitado de saltos y, por lo tanto, admite conexiones entre tantos dispositivos como desee.
El protocolo Z-Wave admite solo cuatro saltos por transmisión. Esto significa que las señales solo pueden saltar entre cuatro dispositivos, incluido el dispositivo de destino.
6. Gama de señales
Ambos protocolos tienen una limitación de distancia entre los dispositivos. Si se supera la distancia máxima entre dispositivos, las señales no se transmitirán.
El protocolo Zigbee proporciona una conexión sólida cuando los dispositivos se encuentran a menos de 12 metros entre sí (interiores). Sin embargo, debido a la alta frecuencia de Zigbee, los materiales utilizados en las paredes y los equipos de interior pueden reducir la distancia de viaje de la señal.
Zigbee admite mayor velocidad, más saltos y más conexiones, pero la distancia entre dispositivos debe mantenerse por debajo de los 12 metros.
El protocolo Z-Wave ofrece una fuerte conexión hasta una distancia de 100 metros entre dispositivos (interiores). Como el protocolo Z-Wave utiliza una frecuencia baja, la transmisión a través de paredes y otras obstrucciones es más fuerte y puede ser uno de los factores importantes a la hora de elegir el protocolo, a pesar del número limitado de saltos y la baja velocidad del protocolo Z-Wave.
7. Seguridad
La seguridad es otro criterio para la topología de la red. Aquí, la seguridad significaría que las transmisiones no pueden ser pirateadas o modificadas. Hay una serie de dispositivos que requieren alta seguridad como equipos médicos, cerraduras, alarmas y transmisión de datos.
Ambos protocolos utilizan el estándar AES128 para el cifrado y es un requisito obligatorio para la certificación. AES128 es un estándar de seguridad confiable que utilizan los bancos en línea y las agencias gubernamentales.
El protocolo Z-Wave tiene una capa adicional de seguridad. La capa de seguridad 2 (S2) también se etiqueta como obligatoria para todos los dispositivos que necesitan la certificación Z-Wave. Esta capa protege los dispositivos inteligentes para que no se utilicen en un ataque DDOS.
Esta seguridad adicional no necesariamente hace que Zigbee sea menos seguro porque también usa encriptación simétrica AES128.
8. Consumo de energía
Algunos dispositivos inteligentes requieren una potencia de batería óptima, mientras que otros requieren muy poca. En ambos escenarios, la comunicación de la señal debería tener un efecto mínimo en la duración de la batería; es decir, debe usar poca potencia. Esto es muy crítico al usar dispositivos sensibles como cerraduras y sensores inteligentes.
Ambos protocolos usan poca energía, pero el protocolo Zigbee es mejor para usar menos energía que el protocolo Z-Wave. El protocolo Zigbee se basó en el estándar de protocolo IEEE 802.15.4. Entre otras ventajas, este estándar de protocolo le da a Zigbee una ventaja al minimizar el uso de energía en dispositivos inteligentes y permite que muchos dispositivos funcionen con baterías que duran 1 o 2 años, por lo tanto, menos cables en su instalación.
Los nuevos dispositivos Z-Wave están tratando de cerrar esta brecha al usar menos energía que las ofertas anteriores, pero los dispositivos Zigbee todavía tienen menos consumo de energía y un mejor rendimiento de la batería.
9. Precio
Los productos Zigbee son, en general, menos costosos que los dispositivos Z-Wave, principalmente debido al uso del estándar de protocolo IEEE 802.15.4. La diferencia de precio entre ambos protocolos no es mucha, por lo que elegir la mejor opción debe depender primero de las otras características del protocolo.
10. Estándar abierto y cerrado
Otra diferencia significativa entre los protocolos Zigbee y Z-Wave es el estándar de red.
Zigbee utiliza estándares de red abiertos. Esta forma de red también se denomina red de código abierto .
La ventaja de la red de código abierto de Zigbee es que cualquiera puede verificar el código. Esto también es un inconveniente, ya que cualquiera puede modificar el código para adaptarlo a sus necesidades. Z-Wave utiliza estándares de red cerrados. En este estándar, el código que anula las operaciones de transmisión no se hace público y no se puede modificar.
El estándar cerrado de Z-Wave proporciona seguridad adicional. Cada dispositivo conectado a su concentrador tiene una identificación única para una fácil identificación. Esto agrega seguridad a la red segura y garantiza la interoperabilidad solo con dispositivos Z-Wave.
Aplicaciones de Zigbee y Z-Wave en IoT
Las aplicaciones de los protocolos de comunicación Zigbee y Z-Wave en la era IoT son numerosas. Ambos protocolos son excelentes opciones en algunas aplicaciones, pero en otras, un protocolo puede tener ventaja sobre el otro.
La automatización del hogar se está convirtiendo rápidamente en una norma y ahora es una aplicación típica de los protocolos Zigbee y Z-Wave.
El estándar IEEE 802.15.4 hace que el protocolo Zigbee sea fácil de usar, admite conexiones robustas, bajo costo y bajo consumo de energía.
El control y la gestión remotos es otra aplicación principal de los protocolos Z-Wave y Zigbee para controlar dispositivos IoT, como cerraduras inteligentes, termostatos inteligentes, iluminación inteligente, enchufes inteligentes y sensores inteligentes.
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