Cuando estas construyendo una casa inteligente, debes familiarizarte con cuatro tecnologías que dominan la domótica del hogar, Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee y Z-Wave. Las dos primeras seguramente ya las conoces, las dos últimas quizás las escuchaste pero no estas seguro ¿Cómo funcionan y que las diferencian de las demás.
Antes de conocer el significado de Zigbee y Z-Wave, debemos entender que para que su hogar sea realmente inteligente, necesitas tener dispositivos que puedan comunicarse entre si. Existen dos estándares bien conocidos en la domótica que cumplen precisamente con esas características necesarias para ayudarte a establecer una comunicación directa entre dos dispositivos, Zigbee y Z-Wave.
¿Qué es Zigbee?
Zigbee es una tecnología inalámbrica similar a Wi-Fi y Bluetooth, desarrollada como un estándar global abierto y con el propósito de abordar las necesidades únicas de las redes de IoT (Internet of Things) de bajo consumo. Los dispositivos Zigbee operan en la especificación de radio física IEEE 802.15.4 y en las bandas de frecuencia 2.4 GHz, 900 MHz y 868 MHz y tiene una tasa de transferencia de datos de solo 250 kilobytes por segundos.
¿Qué es Z-Wave?
Z-Wave es un protocolo inalámbrico que aprovecha las ondas de radio de baja energía para ayudar a que los dispositivos inteligentes se comuniquen entre sí. Z-Wave surgió bajo el nombre de una empresa Danesa, Zensys en 2001, pero no fue hasta el año 2004-2005 que se dio a conocer abiertamente en el mercado con la formación de Z-Wave Alliance. En la actualidad pertenece a Silicon Labs, quien comprara la empresa Danesa en el año 2009.
¿Que es una Red de Malla?
Para hablar del funcionamiento de una red de malla necesitaría todo un articulo, pero voy a tratar de resumirle todo en una simple idea, de modo que entiendan porque esto es relevante en tu red local y en la domótica del hogar. Una red de malla permite que los dispositivos se conecten individualmente entre sí. A esto se le conoce también como nodos. Estos nodos crean una infraestructura virtual que puede transmitir datos de manera eficiente dentro de tu red local. En una hogar con cientos de dispositivos inteligentes que. utilizan la tecnología Zigbee y Z-Wave. Se crea esta red virtual para lograr una comunicación entre ellos y transmitir los datos a los dispositivos que se encuentran en lugares mas alejados del hub.
¿Qué impacto tiene la tecnología Zigbee y Z-Wave en la Domótica del Hogar?
Dejando un poco los números y datos a un lado, quiero mostrarle una idea más clara sobre el uso de estás tecnologías en tu hogar inteligent
En el apartado del IoT (Internet of Things) que no son más que todos estos dispositivos que hemos mencionado. Existe un único propósito por el cual estas tecnologías fueron desarrolladas. Este propósito es el conectar todos tus accesorios de manera que todos hablen un mismo idioma o al menos exista una conexión entre ellos. Aquí es donde entra Zigbee y Z-Wave a jugar su papel.
Zigbee y Z-wave son los principales protocolos inalámbricos que utilizan los dispositivos domésticos y aunque teóricamente, los dispositivos Bluetooth también se pueden conectar entre ellos Zigbee y Z-wave es una alternativa mas avanzada por asi llamarlo.
Rango de conectividad
Lo que hace que estos protocolos sean tan innovadores, es la habilidad no solo de conectarse entre ellos, sino que crean una red que se le conoce como Mesh, o red de malla. Por ejemplo, con la tecnología Bluetooth podemos lograr una conexión de 9 metros aproximadamente. En el caso de Zigbee y Z-Wave, ocurre algo que se conoce como nodos, estos nodos son como repetidores inalámbricos que tienen la capacidad de extender tu red en un área mucho mas grande que Bluetooth y Wi-Fi. Esta capacidad nos garantiza una mayor estabilidad en la transferencia de datos.
Por ejemplo, supongamos que vives en una casa con un amplio terreno, y digamos que tienes una bombilla Zigbee que se encuentra en el sótano. No hay manera que desde tu hub puedas establecer una conexión directa con la bombilla, si la distancia es mayor de 20 metros aproximadamente. Lo que sucede es que el hub manda una señal a el dispositivo más cercano y este repite esa señal al próximo dispositivo en su alcance, hasta que la señal llega a la bombilla que está en el sótano.
Zigbee en teoría puede admitir hasta 65.ooo nodos dentro de una sola red y el rango de comunicación entre cada nodo es aproximadamente 20 metros, creando así una cadena enorme de conexión. Z-Wave, solo te permite conectar un máximo de 232 nodos. Un número suficientemente grande para la mayoría de los hogares pero, como nunca se sabe quiero dejar este dato en cualquier caso. Z-Wave tiene un alcance de red mucho más largo que su rival Zigbee. En concreto, puede alcanzar una distancia de hasta 100 metros aproximadamente.
Viéndolo desde este punto de vista pareciera que Z-Wave es más adecuada para una casa con mayor área. Sin embargo, en realidad la posibilidad de que tengas otro dispositivo inteligente a una distancia menor de 20 metros que transmitirá la señal es aún mayor. Además, vale mencionar que Z-Wave solo permite una salto de transferencia indirecta de 4 dispositivos, por lo que requiere de un hub, u otro transmisor Z-Wave para continuar.
Velocidad de Transmisión
Otras diferencias incluyen la velocidad de datos que cada protocolo puede transferir a la vez. Zigbee gana este apartado, ofreciendo velocidades de transferencia de datos de entre 40 y 250 kilobytes por segundo. Z-Wave por otro lado, alcanza una velocidad de transmisión de datos de 10-100kbps. Ambas son insignificantes en comparación con la velocidad de transmisión que puedes alcanzar una red Wi-fi. Sin embargo como solo se utilizan para transmitir pequeñas cantidades de datos en realidad no influye mucho.
Consumo de Energía
Tanto los dispositivos Zigbee como Z-Wave son de bajo consumo de energía. Ambos usan solo una fracción de la energía que requiere Wi-Fi. Sin embargo, los dispositivos Zigbee consumen mucha menos energía que los dispositivos Z-Wave. Esto en teoría quiere decir que los accesorios con Zigbee tomaran un mayor tiempo antes de que su batería requiera un cambio.
Congestión o Interferencia en las redes
Las redes Zigbee son más propensas a la congestión que Z-Wave. Esto se debe a que este último funciona con una frecuencia de radio menos utilizadas, en concreto la frecuencia 908.42 MHz, mientras que Zigbee opera en la frecuencia de radio 2.4 GHz la misma frecuencia que utilizamos en la red Wi-Fi. Esto crea una carga mayor en esta frecuencia y como resultado es más propensa a interferencias. Un dato curioso que deben tener en cuenta antes de comprar un dispositivo Z-Wave es que la frecuencia de radio de Z-Wave puede variar de un país a otro. Por ejemplo, EE.UU utiliza 908,40, 908,42 y 916 MHz; mientras que el Reino Unido y Europa utilizan 868, 40, 868,42, 869,85 MHz. Esto significa que si vives en una de estas regiones debes regirte por las frecuencias adecuadas. En caso de que te mudes a una de estas regiones, debes tomar en consideración que tus dispositivos no van a funcionar adecuadamente.
Número de Dispositivos que soportan
Otra ventaja de Zigbee es su notable popularidad dentro de las empresas que fabrican accesorios inteligentes para el hogar. Aunque la diferencia no es mucha, el protocolo Zigbee lo podemos encontrar en una mayor cantidad de dispositivos, 2500 aproximadamente; mientras Z-Wave soporta 2400 dispositivos. Por otro lado en el protocolo Zigbee, vemos grandes nombres como Philips Hue o Amazon Echo que llevan este protocolo en sus productos. En el caso de Philips Hue vas a necesitar un Bridge para hacer uso del protocolo Zigbee, dado a que Zigbee es un código abierto y Philips modifico el código para que se ajustase a sus productos, o mas claro para obligarte adentrarte es su ecosistema.
Código Abierto vs Código Cerrado
Zigbee utiliza un protocolo de código abierto, lo que significa que es publico y esta disponible para que cualquiera pueda usar el código y ajustarlo para que se adapte a sus necesidades.
Un ejemplo claro, es la línea de productos Philips Hue, quién realizó varios cambios al protocolo. Como resultado necesitas adquirir el bridge inteligente de Philips para poder usar sus productos.
El protocolo Z-Wave, pertenece a Silicone Labs. Se le conoce como un sistema de código cerrado que si bien tiene sus desventajas, nos ofrece un sistema de seguridad menos propenso a vulnerabilidades.
Seguridad
Tanto Z-Wave como Zigbee utilizan el estándar de cifrado AES 128, el mismo estándar que utilizan los bancos y los gobiernos. Esto hace que sea muy improbable que atacantes malintencionados puedan controlar su hogar inteligente pirateando la señal.
La importancia del Hub
Si bien ambos protocolos tienen cosas en común no se comunican entre ellos, aquí entra en juego un hub como Samsung SmartThings o Wink que son capaces de asimilar ambos protocolos y hacerlos funcionar entre sí. Una ves que el hub se conecta a internet, escanea su red en busca de todos los dispositivos Zigbee y Z-Wave. El hub actúa como un controlador central para todos tus dispositivo. Como resultado el uso de estas tecnologías alivia grandemente el trafico de sus red Wi-Fi. Otra de las ventajas que he mencionado anteriormente, es que vas a poder controlar tus dispositivos mediante una única aplicación en lugar de utilizar una aplicación para cada uno de tu accesorios. Además, te servirá para controlar su hogar inteligente desde cualquier lugar en el mundo siempre que tengas acceso a Internet.
El hub juega un papel fundamental para tu casa inteligente como te habrás dado cuenta. Puedes adquirir uno con Zigbee integrado como el Amazon Echo Plus, El Samsung SmartThings, Hubitat o Wink. La diferencia está en las limitaciones y ventajas que tienes con uno u otro. El altavoz de Amazon por ejemplo tiene Zigbee de forma nativa, esto te permite darle un comando de voz y ordenarle apagar o encender un dispositivo Zigbee fácilmente. SmartThings tiene un precio muy similar pero su interface es mucho más avanzada, lo que se agradece mucho al momento de crear animaciones.
Conclusión
Sin importar cuál protocolo uses, Zigbee o Z-Wave, o quizás ambos, como ocurre en la mayoría de los casos. Ambos aportan considerablemente a la domótica del hogar. Especialmente si planeas tener muchos dispositivos y quieres que se comuniquen entre ellos sin afectar tu velocidad de Internet. Además, el uso del hub y la posibilidad de controlarlos en una única aplicación lo convierte casi en una necesidad. Todo depende realmente de la manera en que planeas crear tu casa inteligente.