ZigBee: Stand der Technik, Anwendungen und weiter Entwicklung

ZigBee: Stand der Technik, Anwendungen und weiter Entwicklung

Die Alternativen

Aber auch die nun anvisierten Märkte der Heim- und Gebäudeautomatisierung zusammen mit den derivativen Märkten der Zählerfernauslesung sind von Konkurrenz nicht verschont.

• Insbesondere in Deutschland, aber auch in weiteren Ländern Zentraleuropas hat sich der Metering-Bus (M-Bus) mit seiner Wireless-Variante (EN 137575-4) als Grundlage der Open- Metering-Bestrebungen durchsetzen können [7]. Diese haben allerdings jenseits dieses geographischen Bereichs, nicht zuletzt wegen des genutzten 868-MHz-Frequenzbands, nur eine geringe Bedeutung.

• Das auf den energieautarken Betrieb optimierte EnOcean-Radio-Protokoll (ERP) des bayrischen Unternehmens EnOcean ist bereits in vielen Standardprodukten der Heim- und Gebäudeautomatisierung weltweit verfügbar und wird zunehmend durch die offenere EnOcean-Alliance geprägt.

• Es gibt einige weitere herstellerübergreifende Standardisierungsbemühungen, z.B. den Kreis um das io-homecontrol. Auch auf Grund der hohen Eintrittsbarriere ist dieser Verband weiterhin von nur wenigen, jedoch sehr großen Marktteilnehmern geprägt.

• Darüber hinaus scheint nun endlich die durchgängige Nutzung des Internet- Protokolls einen weiteren Durchbruch geschafft zu haben. Nach vielen Jahren der akademischen Diskussion sind nun IPv6-kompatible Protokollstapel verfügbar. Diese werden nun auch Bestandteil des ZigBee-Protokollstapels.

Bedeutung des Protokollstapels

Im Gegensatz zu den vielen anderen monolithischen Ansätzen versucht Zig- Bee weiterhin, den modularen Weg eines offenen Protokollstandards zu gehen. Dieser Ansatz ist damit besonders auf die durchgängige Verfügbarkeit angewiesen. Diese schließt leistungsfähige und kostengünstige Transceiver für die Umsetzung auf physischer Schicht, die flexible und Ressourcen schonende Umsetzung des Ad-hoc-Networking auf der Netzwerkschicht und beim Netzwerkmanagement sowie zielorientierte, anwendungsnahe Applikationsprofile ein, die in den letzten Abschnitten beschrieben werden.

Zwei frühe Produkte haben bereits 2004 und 2005 versucht, die langsamen Sub-GHz-Varianten des Standards IEEE 802.15.4 auf den Markt zu bringen und sind hieran gescheitert. Mittlerweile liegt eine aktualisierte und erweiterte Version des Standards vom September 2006 vor [6], die auch im Sub-GHz-Band Datenraten bis zu 250 kbit/s erlaubt. Der US-Halbleiterkonzern Atmel hat in seinem Dresdner Design Center mit dem AT86RF212 den weltweit ersten Transceiver entwickelt, der diesem Standard entspricht und darüber hinaus auch noch proprietäre Übertragungsmodi mit Bandbreiten bis zu 1 Mbit/s erlaubt (Bild 1).

Besonders erwähnenswert ist die Übertragungsdynamik (link budget) von 120 dB, die sich bei einer Ausgangsleistung von 10 dBm und einer Empfängerempfindlichkeit von –110 dBm ergibt. Diese ist noch einmal deutlich besser als die 104 dB, die die Bestmarke der Übertragungsdynamik bei 2,4- GHz-Transceivern darstellen. Allerdings steht die IEEE-Zertifizierung dieser Hardware noch aus, da keine Transceiver weiterer Hersteller für Interoperabilitätstests verfügbar sind. Auch die Integration in den ZigBee-Stack, der bislang nur auf den 2,4-GHz-Varianten basiert, ist noch ungeklärt.

Was kann „ZigBee PRO“?

Ende 2007 wurde ein erweitertes Funktionsset des ZigBee-Basisstandards unter dem Marketingnamen ZigBee PRO verabschiedet. Dieser hat sich nun mittlerweile auf Grund seiner technischen Vorzüge als „Sine Qua Non“ bei Neuentwicklungen etabliert.

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