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

Je zit op de bank en streamt probleemloos een 4K-video op je telefoon, maar zodra je je laptop openklapt om een webpagina te laden, lijkt het alsof de verbinding vastloopt. Ligt het aan de router of aan je computer? In dit artikel leggen we uit waarom wifi-snelheden zo sterk kunnen verschillen per apparaat en wat je eraan kunt doen.

Je betaalt voor een snelle internetverbinding, dus is de verwachting dat elk apparaat in huis die snelheid ook daadwerkelijk haalt. Toch voelt het surfen op je computer soms stroperig aan, terwijl je smartphone ernaast nergens last van heeft. Vaak wordt er direct naar de internetprovider gewezen, maar het probleem zit meestal in de apparatuur zelf. Het verschil in hardware, leeftijd en software tussen mobiele apparaten en computers is namelijk groter dan je denkt. Na het lezen van dit stuk weet je precies waar die vertraging vandaan komt.

Generatiekloof: waarom je laptop vaak achterloopt

Het snelheidsverschil tussen je telefoon en je computer komt vaak neer op een simpele generatiekloof. We vervangen onze telefoons gemiddeld elke twee tot drie jaar, waardoor ze vaak uitgerust zijn met de nieuwste wifi-chips (zoals wifi 6 of 6E). Een laptop gaat vaak veel langer mee, soms wel vijf tot zeven jaar. Hierdoor probeert een verouderde netwerkkaart in je laptop te communiceren met een moderne router, wat resulteert in een lagere maximumsnelheid.

Daarnaast speelt de manier waarop data wordt verwerkt een grote rol. Een telefoon is geoptimaliseerd voor directe consumptie: apps op de achtergrond worden gepauzeerd om de app die je nú gebruikt voorrang te geven. Een computer werkt anders. Terwijl jij probeert te surfen, kan Windows of macOS op de achtergrond bezig zijn met zware updates, het synchroniseren van clouddiensten of het maken van back-ups. Je laptop snoept dus al bandbreedte weg zonder dat jij het doorhebt, waardoor er voor je browser minder overblijft.

Wanneer je laptop de strijd wél wint

De laptop wint het van de telefoon wanneer de omstandigheden optimaal zijn voor stabiliteit in plaats van pure mobiliteit. Als je beschikt over een moderne laptop met een recente netwerkkaart en je bevindt je in dezelfde ruimte als de router, kan de laptop vaak stabieler grote bestanden binnenhalen.

Dat geldt vooral als je laptop verbonden is met de 5GHz-frequentieband. Deze frequentie is veel sneller dan de oude 2.4GHz-band, maar heeft een korter bereik. Als je dicht bij het toegangspunt zit, profiteert je laptop van zijn krachtigere processor om complexe webpagina's sneller op te bouwen dan een telefoon dat kan, mits de verbinding zelf niet de bottleneck is.

Waarom je telefoon soepeler aanvoelt

Het verschil wordt pijnlijk duidelijk zodra je verder van de wifi-bron af gaat zitten, bijvoorbeeld op zolder of in de tuin. Smartphones zijn vaak agressiever geprogrammeerd om het sterkste signaal te pakken of snel tussen frequenties te schakelen. Veel laptops blijven daarentegen te lang plakken op een zwak 5GHz-signaal of vallen onnodig terug op de trage en vaak overvolle 2.4GHz-band (het zogeheten 'sticky client'-probleem).

Daarnaast hebben smartphones een trucje dat laptops helaas moeten missen: wifi-assist (of een vergelijkbare term). Als de wifi even hapert, gebruikt de telefoon ongemerkt een beetje 4G- of 5G-data om de stroom stabiel te houden. Je laptop heeft die optie meestal niet en laat direct een laadicoontje zien. Hierdoor voelt de telefoon sneller aan, terwijl hij eigenlijk een beetje vals speelt door mobiele data bij te schakelen.

Harde grenzen: wanneer traagheid onvermijdelijk is

Er zijn situaties waarin je laptop de strijd sowieso verliest, ongeacht hoe dicht je bij de router zit. Dit zijn de harde grenzen:

Zo check je of jouw hardware het probleem is

Om te bepalen of je laptop de boosdoener is, moet je eerst kijken naar de verbinding. Klik op het wifi-icoon op je laptop en controleer of je verbonden bent met een 5GHz-netwerk (vaak te zien bij Eigenschappen of netwerkinformatie). Is dat niet het geval en sta je wel dicht bij de router? Dan is je netwerkkaart waarschijnlijk verouderd of staan de instellingen niet goed.

Kijk ook eens kritisch naar je gebruik. Heb je toevallig nog applicaties openstaan zoals Steam, OneDrive of Dropbox? Deze programma's kunnen de verbinding volledig dichttrekken. Op een telefoon gebeurt dit zelden automatisch op de achtergrond. Als je laptop ouder is dan vijf jaar, kan een simpele upgrade met een moderne wifi-usb-dongle het probleem vaak al verhelpen, zonder dat je een hele nieuwe computer hoeft aan te schaffen.

Kortom: leeftijd en software maken het verschil

Dat je telefoon sneller is op wifi dan je laptop, komt meestal doordat telefoons nieuwere netwerkchips hebben en slimmer omgaan met datastromen. Laptops hebben vaak last van zware achtergrondprocessen of blijven hangen op een tragere frequentieband. Daarnaast schakelen telefoons bij zwak wifi soms ongemerkt over op 4G/5G, wat de ervaring vloeiender maakt. Controleer of je laptop op de 5GHz-band zit en sluit zware achtergrondprogramma's af om snelheid te winnen.

Tomodachi Life: Waar Dromen Uitkomen komt op 16 april uit voor Nintendo Switch.

Dat heeft Nintendo vanmiddag aangekondigd in een speciale Direct-uitzending die om de game draait. Ondanks dat de game voor de eerste Switch verschijnt, zal hij via backwards compatibility ook speelbaar zijn op Nintendo Switch 2.

In de Tomodachi Life-games van Nintendo kunnen spelers zelf Mii-personages creëren en bijvoorbeeld baseren op het uiterlijk van henzelf, vrienden en familie of beroemdheden. Deze Mii's leiden vervolgens hun eigen leven op een eiland, wat allerlei gekke en hilarische situaties oplevert. Spelers kunnen zelf ook invloed uitoefenen op deze verschillende situaties.

Over Tomodachi Life: Waar Dromen Uitkomen

In de Direct-uitzending werd meer informatie gegeven over het aankomende Tomodachi Life: Waar Dromen Uitkomen. Zo is duidelijk dat spelers hun Mii-personages unieke persoonlijkheden, gewoontes en woningen kunnen geven. Spelers kunnen tijdens de game zien waar de personages aan denken, en ze helpen bij problemen. De tijd in de game verstrijkt daarbij net zo snel als in de echte wereld, wat het de moeite waard maakt om het spel op verschillende momenten op te starten.

Het is daarbij mogelijk om de verschillende Mii-personages kennis met elkaar te laten maken, om te zien wat er vervolgens gebeurd. Personages kunnen bijvoorbeeld praten over hun favoriete eten en filmgenres. Het is daarnaast mogelijk om acht Mii-personages bij elkaar in een huis te laten wonen, wat weer unieke reacties van de personages veroorzaakt.

Op het eiland waar de game zich afspeelt kunnen spelers de personages winkels te laten bezoeken. Bijvoorbeeld een supermarkt waar allerlei etenswaren worden verkocht, of de mogelijkheid om kleding en kostuums te kopen. In een speciale marktkraam worden redelijk geprijsde artikelen meerdere malen per dag ververst.

Ook is er een ontwerpatelier, waar spelers verschillende voorwerpen kunnen maken, waaronder kledingstukken, versiering voor huizen en zelfs huisdieren. Het eiland kan sowieso naar eigen smaak worden ingedeeld, met bankjes, bomen, planten en meer.