De belangrijkste draadloze domoticaprotocollen maken allemaal gebruik van een mesh-netwerk. Maar hoe werkt dat juist en waarin verschillen die protocollen van elkaar? Duik mee in de wereld van Zigbee, Z-Wave, Bluetooth Mesh en Thread. Na dit artikel weet je hoe ze werken, zodat je een goed geïnformeerde keuze kunt maken.

De belangrijkste draadloze domoticaprotocollen maken allemaal gebruik van een mesh-netwerk. Maar hoe werkt dat juist en waarin verschillen die protocollen van elkaar? Duik mee in de wereld van Zigbee, Z-Wave, Bluetooth Mesh en Thread. Na dit artikel weet je hoe ze werken, zodat je een goed geïnformeerde keuze kunt maken.

Draadloos mesh-netwerk

Als apparaten zo weinig mogelijk energie mogen verbruiken, betekent dit ook dat ze geen sterk zendvermogen hebben. Dus reikt het draadloze signaal niet zo ver. Maar daar is een oplossing voor: een mesh-netwerk.

In een draadloos mesh-netwerk zijn er geen vaste apparaten die andere apparaten met elkaar laten communiceren, zoals routers, switches en accesspoints. Elk apparaat communiceert rechtstreeks met andere apparaten in de buurt. Als een apparaat met verder gelegen apparaten wil communiceren, sturen de tussenliggende apparaten die boodschappen door tot ze bij de bestemming aankomen.

©PXimport

Groter bereik

Op deze manier kunnen twee apparaten met elkaar communiceren, ook al bevinden ze zich niet in elkaars bereik. Zolang er maar een pad te vinden is van de verzender naar de ontvanger en elk apparaat in dat pad zich in het bereik bevindt van het vorige apparaat, bereikt de boodschap zijn doel.

Als je de basiswerking van een draadloos mesh-netwerk begrijpt, maakt dit onmiddellijk het belang duidelijk van de plaatsing van alle apparaten. Om verbindingsproblemen te vermijden, moet elk apparaat zich binnen het bereik van minstens één ander apparaat bevinden.

Ideaal is het als elk apparaat meerdere andere apparaten in de buurt rechtstreeks kan bereiken. De ontvangst van draadloze signalen kan namelijk worden geblokkeerd door storing van andere apparaten, door personen die in huis rondlopen en nog heel wat andere factoren. Hoe meer paden een apparaat kan inzetten om zijn boodschappen door te sturen, hoe betrouwbaarder de communicatie.

Zigbee

Zigbee is een protocol voor draadloze communicatie dat de laatste jaren populair is geworden: zowel de lampen van Philips Hue als de apparaten van IKEA Trådfri zijn op Zigbee gebaseerd. Ook Xiaomi en heel wat andere fabrikanten hebben een breed gamma aan Zigbee-apparaten, zoals contactsensoren voor deuren en ramen en temperatuursensoren.

Om je Zigbee-apparaten met je smartphone of computer aan te sturen, heb je een apparaat nodig dat de Zigbee-boodschappen vertaalt naar ip-pakketjes op je thuisnetwerk en andersom. Dat apparaat is de Zigbee-coördinator. Voorbeelden hiervan zijn de Philips Hue Bridge en de IKEA Trådfri-verbindingshub. Elk Zigbee-netwerk heeft exact één coördinator, die ook het mesh-netwerk opstart en beheert.

©PXimport

Routers

Zigbee-apparaten die niet op batterijen werken, zoals lampen of stopcontacten, hoeven niet energiezuinig te zijn. Deze kunnen dan continu naar Zigbee-boodschappen luisteren en deze doorsturen naar apparaten in de buurt. Deze apparaten die andere apparaten helpen om bereikbaar te zijn, heten routers. Hoewel er routers bestaan die alleen dat doen, hebben de meeste routers ook een andere functie, bijvoorbeeld als lamp of stopcontact. De coördinator van een Zigbee-netwerk functioneert ook als router.

Daarnaast heeft men ook de gewone apparaten (end devices), die hun taak uitvoeren maar geen boodschappen doorsturen. Vaak gaat het om apparaten die op batterijen werken en dus niet altijd ingeschakeld zijn. Zo zal een temperatuursensor bijvoorbeeld elke minuut ontwaken, de temperatuur meten en doorsturen en dan weer in slaapstand gaan. Elk end device heeft voor zijn communicatie met het netwerk één router (of de coördinator) nodig. Als die verbinding wegvalt, kan het apparaat een andere router kiezen.

De beste plekken

De routers spelen een belangrijke rol in de betrouwbaarheid van een Zigbee-netwerk. Dat is ook de reden waarom een Zigbee-netwerk beter werkt naarmate je meer lampen en stopcontacten toevoegt in heel je huis. Hoe meer verspreid die routers over je huis staan, op de verschillende verdiepingen, hoe beter het mesh-netwerk verdeeld is.

Als je bijvoorbeeld metingen van een sensor maar heel onregelmatig binnenkrijgt, plaats dan een Zigbee-lamp of -stopcontact op enkele meters van die sensor. De kans is groot dat de verbindingsproblemen daarmee opgelost zijn. Werkt dit niet, lees dan het kader ‘Storingen door andere draadloze netwerken’.

Storingen door andere draadloze netwerken

Z-Wave

Z-Wave werkt op soortgelijke manier als Zigbee. De populariteit van het protocol lijkt wat over zijn hoogtepunt heen. Een van de oorzaken is dat Z-Wave-producten doorgaans wat duurder zijn dan Zigbee-producten. De consument lijkt van goedkopere domoticaproducten te houden. Toch is er nog een markt voor Z-Wave, in het bijzonder voor wat specialere en complexere apparaten.

Enkele producenten met een breed gamma aan Z-Wave-producten zijn Fibaro, Aeotec en Qubino, die zowel inbouwmodules voor in de muur als losse apparaten verkopen. Ook cijfersloten, rookmelders, CO2- en CO-melders, sirenes en radiatorthermostaten zijn te vinden in Z-Wave-technologie. Doorgaans zijn Z-Wave-apparaten ook meer te configureren dan Zigbee-apparaten.

©PXimport

Controllers en nodes

Net als bij Zigbee heb je bij Z-Wave een gateway nodig om via je smartphone of computer met het Z-Wave-netwerk te communiceren. Doorgaans is de Z-Wave-gateway ook de primaire controller. Zo’n controller laat apparaten toe tot het netwerk, stuurt opdrachten naar andere Z-Wave-apparate en ontvangt informatie van hen. Elk Z-Wave-netwerk heeft één primaire controller en eventueel een of meer secundaire controllers, bijvoorbeeld afstandsbedieningen.

De andere apparaten, zoals sensoren, stopcontacten of lampen, heten in Z-Wave nodes. De nodes die op batterijen werken, vaak sensoren, bevinden zich zoveel mogelijk in slaapmodus. De nodes die op het elektriciteitsnet zijn aangesloten, sturen boodschappen van andere nodes door en zorgen zo ervoor dat het mesh-netwerk in stand blijft. Een belangrijk verschil met Zigbee is dat het pad dat een boodschap van controller naar apparaat of andersom aflegt bij Z-Wave maar vier stappen lang kan zijn. Bij Zigbee is dat onbeperkt.

©PXimport

Radiofrequentie

Bij Z-Wave is het, evenals bij Zigbee, belangrijk dat je voldoende apparaten in huis hebt die boodschappen kunnen doorsturen. Dus zelfs als je niet zozeer geïnteresseerd bent in stopcontacten en lampen, doe je er goed aan enkele te installeren om de betrouwbaarheid en het bereik van je Z-Wave-netwerk te verhogen. Welk is dit bij Z-Wave iets minder belangrijk: omdat het netwerk op een lagere frequentie dan Zigbee uitzendt en de radiosignalen daardoor verder reiken. Met Z-Wave heb je dan ook minder repeaters nodig. Voor een klein aantal apparaten over een grotere oppervlakte werkt Z-Wave dan ook doorgaans beter dan Zigbee.

De frequentie is bij Z-Wave om nog andere redenen een aandachtspunt. Ten eerste worden er wereldwijd diverse frequenties gebruikt voor Z-Wave. In Europa is dat 868,42 MHz, terwijl dat in Amerika 908,42 MHz is. Let er bij aankoop van Z-Wave-apparaten in het buitenland op dat je ze met de juiste frequentie koopt. 868,42 MHz is een licentievrije band en heel wat andere apparaten zenden ook op deze frequentie uit, zoals babyfoons. Dat kan je Z-Wave-netwerk verstoren, maar doorgaans is deze frequentieband heel wat minder druk dan de 2,4GHz-band van Zigbee.

Bluetooth Mesh

Bluetooth Mesh is een vreemde eend in de bijt. Terwijl de andere netwerken in dit artikel vanaf het begin als mesh-netwerk ontwikkeld zijn, bouwt Bluetooth Mesh voort op een netwerk dat geen mesh vormt: Bluetooth Low Energy. Dit netwerk wordt bijvoorbeeld gebruikt voor de communicatie tussen een fitnesstracker en een telefoon. Omdat mesh-netwerken steeds populairder werden, vond de Bluetooth Special Interest Group, dat de bluetooth-standaarden ontwikkelt, dat het niet kon achterblijven. En zo ontwikkelde het Bluetooth Mesh.

Bluetooth Mesh bestaat nog maar sinds 2017 en heeft dus een achterstand vergeleken met andere mesh-netwerken voor domotica. Toch bestaan er al talloze Bluetooth Mesh-producten. Zo heeft het Nederlandse Crownstone modules die je in de inbouwdoos van je stopcontacten of armaturen van je verlichting monteert. En Xiaomi en Yeelight bieden Bluetooth Mesh-verlichting aan.

©PXimport

Boodschappen doorsturen

Een groot verschil tussen Bluetooth Mesh en de andere besproken mesh-netwerken is dat er geen coördinator of controller nodig is: de apparaten kunnen volledig zelfstandig een netwerk opzetten. Een ander verschil is dat de nodes geen routes hoeven bij te houden die bepalen waarnaar ze boodschappen doorsturen: ze versturen hun boodschappen via broadcasting. Apparaten in de buurt ontvangen die boodschappen en sturen die allemaal door.

Bluetooth Mesh is daardoor minder geschikt voor grote aantallen apparaten op een kleine oppervlakte: er worden dan immers continu massaal boodschappen de lucht in gestuurd. Om te voorkomen dat boodschappen oneindig lang doorgestuurd worden, krijgt elke boodschap een teller. Staat die op nul, dan stuurt een node die boodschap niet meer door.

Bluetooth Mesh kent ook Low-Power Nodes, die geen boodschappen doorsturen omdat ze meestal slapen, en Friend Nodes, die boodschappen bijhouden voor slapende nodes en deze bezorgen wanneer die ontwaken. Bovendien kan een Bluetooth Mesh-netwerk ook één of meerdere Proxy Nodes hebben. Die maken het mogelijk dat je smartphone of tablet via Bluetooth Low Energy met het netwerk communiceert. Ook het toevoegen van apparaten aan het netwerk gebeurt doorgaans via een mobiele app.

Project Connected Home over IP

Thread

Thread werd in 2011 door Nest ontwikkeld voor communicatie tussen zijn producten. Nadat Google in 2014 Nest opkocht, werd het protocol ook opengesteld voor andere bedrijven. De ondersteuning van Thread in domotica-apparaten was lang beperkt tot producten van Google (bijvoorbeeld de Google Nest WiFi Mesh Router en Google Nest Hub Max), maar sinds het begin van dit jaar komt er stilaan beweging in.

Zo ondersteunen de nieuwste lamp en ledstrips van Nanoleaf het protocol, en alle toekomstige Nanoleaf-producten zullen dat doen. Ook Eve heeft ondersteuning voor Thread aan zijn producten toegevoegd. De Philips Hue-bridge zal ook ondersteuning voor Thread krijgen, maar de lampen zelf niet.

©PXimport

IP-adressen

Thread is speciaal in ons lijstje met domoticaprotocollen omdat het IPv6-gebaseerd is. Elk Thread-apparaat heeft een ipv6-adres en is op die manier ook bereikbaar in je thuisnetwerk. Daardoor is er geen gateway nodig die boodschappen van Thread-apparaten vertaalt naar een ip-protocol. Je hebt wel een ‘border router’ nodig: die zet de IEEE 802.15.4-radiosignalen van Thread over naar je wifi- of ethernetverbinding en andersom en stuurt de ipv6-pakketten alleen maar door.

Voor de werking van het mesh-netwerk zijn er, net als bij de andere protocollen, enerzijds routers die de boodschappen doorsturen en anderzijds end devices die dat niet doen. End devices die met elkaar communiceren, doen dat elk via een router waarmee ze verbonden zijn, en de routers zoeken zelf de efficiëntste route uit om de boodschappen naar elkaar te sturen. Als er routers uitvallen of er andere verbindingsproblemen zijn, zoeken de routers een andere route. Een van de routers is de leider van het netwerk, die alle routers beheert.

Netwerklaag voor domoticaprotocollen

Thread is eigenlijk geen volwaardig domoticaprotocol zoals de andere in dit artikel: het is alleen een netwerk- en transportprotocol. Maar dat is tegelijk ook de kracht: Thread zorgt voor een betrouwbare onderlaag waarop andere domoticaprotocollen kunnen draaien. Zo kan de applicatielaag van Zigbee op Thread draaien, maar KNX, HomeKit en Connected Home over IP ook (zie het gelijknamige kader).

Momenteel is de toegankelijkste manier om een betrouwbaar Thread-netwerk op te zetten het installeren van een HomePod mini als border router, en verspreid over je woning Eve Energy-stopcontacten die als routers werken. Andere draadloze Thread-apparaten communiceren dan via de Eve Energy-stopcontacten met elkaar en via de HomePod mini met je thuisnetwerk of internet.

©PXimport

Bij ID.nl zijn we gek op producten waar je niet de hoofdprijs voor betaalt. Daarom gaan we een paar keer per week op zoek naar zulke deals. Met de feestdagen voor de deur kijken we dit keer naar 5.1-surroundsets voor de woonkamer. Want wat is er nou leuker om je favoriete film of serie te kijken met supergoed geluid? Of bij het gamen? Voor minder dan 300 euro welteverstaan.

Een 5.1 speakerset is een geluidssysteem dat is opgebouwd uit zes verschillende luidsprekers. Het cijfer 5 staat voor de satellietluidsprekers: een middenkanaal voor spraak, twee speakers voorin (links en rechts) en twee speakers die je achter je plaatst. De .1 verwijst naar de subwoofer, die specifiek de lage bastonen voor zijn rekening neemt. Doordat deze luidsprekers rondom de luisterpositie worden geplaatst, komt het geluid vanuit verschillende richtingen op je af. Dit creëert een ruimtelijk effect waardoor je bij het kijken van films en series of het spelen van games wordt omringd door geluid.

Logitech Z906

Deze set is ontworpen om meerdere audiobronnen tegelijkertijd te kunnen verwerken. Je sluit tot zes apparaten aan, zoals een televisie, gameconsole of computer, via de beschikbare digitale optische, digitale coaxiale of analoge ingangen. De set beschikt over een bedieningsconsole die je stapelt bij je apparatuur en een draadloze afstandsbediening voor bediening vanaf de bank. Het systeem levert een continu vermogen van 500 watt en is THX-gecertificeerd, wat betekent dat het voldoet aan specifieke prestatie-eisen voor bioscoopgeluid. De decodering ondersteunt Dolby Digital en DTS-soundtracks. Naast de subwoofer krijg je vier satellietluidsprekers en een middenkanaal die je flexibel kunt plaatsen.

Sony HT-S40R

Bij dit systeem worden de achterste luidsprekers aangestuurd door een draadloze versterker, waardoor er geen kabels van de soundbar voorin de kamer naar achteren hoeven te lopen. De soundbar zelf beschikt over drie kanalen en werkt samen met de subwoofer en de twee achterspeakers voor de 5.1-weergave. Het totale uitgangsvermogen bedraagt 600 watt. Voor de connectiviteit maak je gebruik van HDMI ARC, een optische ingang of een analoge aansluiting. Daarnaast is er Bluetooth 5.0 aanwezig voor het streamen van audio vanaf mobiele apparaten. De soundbar kan aan de muur worden bevestigd of voor de televisie worden geplaatst.

Trust GXT 658 Tytan

Dit geluidssysteem is eigenlijk voornamelijk bedoeld voor games en in combinatie met een pc of gameconsole, waarbij de houten subwoofer het middelpunt vormt. De basweergave is gesynchroniseerd met geïntegreerde LED-verlichting die reageert op het ritme van het geluid. Het systeem schakelt automatisch naar een stand-by modus wanneer het niet in gebruik is. De set wordt geleverd met een afstandsbediening waarmee je onder andere de bas en het volume regelt. De kabels voor de achterste luidsprekers hebben een lengte van 8 meter, wat plaatsing in grotere ruimtes mogelijk maakt zonder verlengsnoeren. Het piekvermogen ligt op 180 watt.

Hisense AX5100G

Dit audiosysteem ondersteunt Dolby Atmos-technologie voor een ruimtelijke geluidsweergave. De set bestaat uit een soundbar, een losse subwoofer en twee achterluidsprekers. Met een totaal vermogen van 340 watt worden de verschillende frequenties verdeeld over de speakers. Je hebt de beschikking over diverse equalizer-modi, waaronder instellingen voor nieuws, film en games. Aansluiten op de televisie gaat via HDMI eARC, maar er zijn ook opties voor USB en een optische kabel. De achterspeakers plaats je achter de luisterpositie om het surround-effect van de 5.1-opstelling te completeren.

Sony HT-S20R

Je installeert dit systeem met een soundbar, subwoofer en twee bedrade achterspeakers. De soundbar verzorgt de linker-, rechter- en middenkanalen, terwijl de externe subwoofer de lage tonen voor zijn rekening neemt. Het systeem heeft een totaal vermogen van 400 watt en ondersteunt Dolby Digital. Via de USB-poort speel je audiobestanden direct af van een geheugenstick. Voor de verbinding met de televisie gebruik je HDMI ARC, maar als je televisie dit niet ondersteunt, zijn er optische en analoge ingangen beschikbaar. De set beschikt over diverse geluidsmodi die je met een knop op de afstandsbediening selecteert.

AOC brengt met de Gaming 25G4KUR een monitor op de markt die volledig is afgestemd op competitieve gamers. Het 24,5-inch scherm haalt een verversingssnelheid tot 420 Hz en biedt snelle reactietijden, Adaptive-Sync en ergonomische instelmogelijkheden.

Supersnel beeld voor competitieve spelers

De AOC Gaming 25G4KUR (adviesprijs 259 euro) is bedoeld voor wie elke milliseconde telt. Dankzij een overklokte verversingssnelheid van 420 Hz (400 Hz standaard) en een responstijd tot 0,3 milliseconde reageert het scherm vrijwel direct op elke actie. Dat maakt hem geschikt voor snelle shooters, esports-toernooien en spelers die vloeiende bewegingen en minimale vertraging willen.

Het 24,5-inch formaat is populair onder professionele esports-spelers, omdat het speelveld overzichtelijk blijft zonder dat de ogen veel hoeven te bewegen. De Full HD-resolutie zorgt ervoor dat hoge framerates haalbaar zijn, zelfs met een middenklasse grafische kaart.

©AGON by AOC

Heldere kleuren en vloeiende beelden

De 25G4KUR gebruikt een Fast IPS-paneel met brede kijkhoeken en een kleurdekking van 121 procent sRGB. Het scherm is compatibel met NVIDIA G-SYNC. Adaptive-Sync, zorgt ervoor dat beelden vloeiend blijven zonder haperingen of tearing. DisplayHDR 400 biedt bovendien een iets hoger contrast en betere helderheid dan standaard SDR-monitoren.

Ontworpen voor urenlang gamen

AOC rust de monitor uit met functies die lange gamesessies comfortabeler moeten maken. De flicker-free achtergrondverlichting en blauwlichtreductie verminderen vermoeide ogen, terwijl de ergonomische standaard in hoogte verstelbaar is en kantel-, draai- en rotatiefuncties heeft. Via AOC's G-Menu-software kunnen spelers profielen aanmaken, instellingen aanpassen en de Low Input Lag-modus activeren.