ZigBee-Produkt Übersicht: Smart Home Hubs, Schalter, Lampen & Co. Was ist ZigBee und welche Geräte sind ZigBee kompatibel?

Als einer der häufigsten Smart Home-Funkstandards wird ZigBee in der Hausautomation, in Sensornetzwerken und vor allem in der Lichttechnik eingesetzt. Wir erklären, wie ZigBee funktioniert und stellen das multifunktionale, uniforme ZigBee 3.0 vor. Außerdem geben wir einen Überblick darüber, welche ZigBee Produkte es gibt. So findet Jeder das passende ZigBee Gateway, die richtige ZigBee Lampen, Thermostate, Rauchmelder und vieles mehr.

Mit Version 3.0 ist ZigBee deutlich sicherer geworden

Was ist ZigBee?

Das Internet der Dinge erhält hat immer mehr Einfluss auf die Hausautomation im Smart Home. Ziel ist es, nahezu alle Haushaltsgeräte zu einem Netzwerk zusammenzuschließen, über das sie kommunizieren, Daten austauschen und gesteuert werden können. Dazu ist eine Technik nötig, die über Funk ein eigenständiges Netz aufspannt, sich selbst administriert und vom Smart Home für die Hausautomation genutzt werden kann. ZigBee ist ein solcher Funkstandard. Er verbindet unterschiedliche Geräte auf kurzen Strecken miteinander – die Funkreichweite beträgt je nach Leistung und baulicher Umgebung zwischen 10 und 20 Metern, unter idealen Bedingungen auch bis zu 100 Meter.

Im Gegensatz zu bekannteren Standards wie WLAN oder Bluetooth zeichnet sich ZigBee durch Energieeffizienz, Einfachheit in der Anwendung und hohe Flexibilität aus. Die Endgeräte verwalten das Netzwerk autark. Das bedeutet, die Geräte treten dem Netzwerk nach einer ersten Einbindung in die jeweilige Hausautomation selbständig bei, werden gefunden und kommunizieren darüber.

Mit ZigBee lassen sich zum Beispiel Jalousien, Lampen oder Thermostate steuern

Durch den geringen Energiebedarf ist ZigBee außerdem der ideale Standard für batteriebetriebene Geräte. Diese können selbst an schwer zugänglichen Stellen jahrelang per Funk kommunizieren, ohne dass es häufiger Akkuwechsel bedarf. Namhafte Hersteller wie Signify, dem Hersteller der beliebten Philips Hue Produkte oder Netgear bieten bereits ZigBee-Produkte an. Die Installation ist meist unkompliziert und die Steuerung per App auf dem Smartphone oder Tablet ohne umfassende weitere Konfiguration möglich.

Wie funktioniert ZigBee?  

ZigBee-Endgeräte können sich in einem Stern-, Baum- oder vermaschten Netzwerkschema verbinden und untereinander kommunizieren. Die Sterntopologie ist sehr einfach aufgebaut, alle Endgeräte kommunizieren direkt über einen zentralen Knotenpunkt, der das Netzwerk steuert. Diese Verbindungsstelle ist jedoch anfällig für Kollisionen, wodurch die Datenübertragung gestört oder verzögert werden kann. In der Baumstruktur geht die Kommunikation ebenfalls vom zentralen Knotenpunkt aus und verbreitet sich hierarchisch ähnlich der Verästelung einer Baumkrone vom inneren zum äußeren Punkt. Das Mesh-Netzwerk hingegen sendet Datensignale beliebig von jedem Sender zu jedem Empfänger, wobei jeder Knotenpunkt als Router für die benachbarten Punkte funktioniert. Es sind immer mehrere Datenpfade möglich, falls einer der Mittler ausfällt – somit ist diese Netzwerktopologie die zuverlässigste und gleichzeitig anpassbarste.

Beim ZigBee Funkstandard sind alle Geräte untereinander vernetzt

ZigBee Smart Home Hubs, Gateways, Hubs und Fernbedienungen

Zur Nutzung des ZigBee-Standards ist eine Smart Home-Zentrale nötig. Viele Smart Home Einsteiger fragen sich deshalb: „Welche ZigBee Bridge ist die beste?“ und suchen nach der perfekten All-in-One Lösung. Statt einfach eine möglichst leicht verfügbare Marke zu kaufen, sollten sie sich jedoch fragen, wie die Bridge später verwendet werden soll. Wer z.B. sein Smart Home mit Alexa Sprachbefehlen steuern möchte, ist mit einem Echo Plus , Echo Show 2 oder Echo Studio gut beraten. Dieser Amazon Lautsprecher hat sowohl die Alexa-Sprachsoftware als auch einen ZigBee-Hub bereits ab Werk integriert.

Anwender, die ihr Zuhause lieber via HomeKit, Google Home oder App bedienen, nutzt Echo Plus hingegen wenig. Sie sollten lieber zu den ZigBee-Steuerungszentralen anderer Hersteller greifen. Z.B. zur Philips Hue Bridge 2.0, dem Osram Lightify Gateway oder einen ZigBee Cube von homee.

Über den ZigBee Cube können auch unterschiedlicher Standards interagieren, beispielsweise ein ZigBee-Schalter mit einem EnOcean-Sensor. Es gibt jedoch noch einige weitere Möglichkeiten zur Vernetzung ZigBee-fähiger Geräte, wie unsere Auflistung zeigt.

Smart Home Systeme, deren Zentralen über ZigBee funken

  • Almond: Der Securifi Almond+ Router ist nicht nur Zigbee-fähig, sondern auch mit dem Amazon Echo kompatibel und daher über Sprachbefehle steuerbar. 
  • homee: ZigBee Cube heißt der kleine multifunktionale Steuerungswürfel von homee, der zum Beispiel die Jalousien herunterfahren kann, wenn die Sonne auf die Fenster scheint.
  • Iris: Neben den in der ZigBee-Lampenkategorie vorgestellten Iris Leuchten kann der Iris Smart Hub beispielsweise auch eine herstellereigene Alarmanlage, Iris Thermostate oder Tür- und Fenstersensoren über ZigBee steuern.
  • Logitech: Der Logitech Harmony Hub gehört zu den Smart Home Zentralen, die mit der Sprachassistentin Alexa von Amazon zusammenarbeiten und auf diese Weise Zugriff auf hunderte Alexa-Skills erhalten. Seine neuere Variante Logitech Harmony Home Hub Extender ist bisher leider nur in den USA erhältlich.
  • Mixtile: Das besonders an diesem Hub ist, dass er auch ohne Internet und notfalls sogar ohne Strom auskommt. Wie dies genau funktioniert, zeigt unser Mixtile Hub Artikel.
  • Schwaiger: Als ZigBee- und Z-Wave-Zentrale steuert das Schwaiger Gateway HA101 zum Beispiel Lautsprecher und Heizungen. Es kann sogar selbst als smarte Lampe genutzt werden. 
  • SmartThings: Das Smart Home System von Smart Things  beinhaltet natürlich auch einen eigenen Hub, der neben dem Amazon Echo auch mit dem Google Home bedienbar ist und über IFTTT konfiguriert werden kann.
  • Wink: Produkte verschiedener Hersteller sind für den Wink Hub und dessen neuere Version Wink Hub 2 überhaupt kein Problem. Er sorgt zum Beispiel dafür, dass bestimmte Philips Hue Lampen eingeschaltet werden, sobald ein ZigBee kompatibles Smart Lock an der Haustür entriegelt wurde.
Der Mixtile Hub kann auch über Z-Wave und ZigBee funken

ZigBee-Fernbedienungen und Funktaster

Mit ZigBee-fähigen Dimmschaltern und weiteren mobilen Bedienelementen lassen sich zum Beispiel kompatible Lampen oder Thermostate ganz bequem vom Sofa aus steuern. Manche, wie die Bitron 4-Tasten-Fernbedienung, können sogar als Schlüsselanhänger genutzt werden.

ZigBee Lampen und Leuchtsysteme

Zu den bekanntesten und populärsten Herstellern ZigBee-fähiger Lampen gehören sicherlich Signify (Philips Hue) und IKEA. Darüber hinaus gibt es jedoch noch viele weitere kompatible Beleuchtungselemente. Wir stellen die beliebtesten hier im Überblick vor.

  • Philips Hue: Zu den ZigBee steuerbaren Beleuchtungselementen von Philips zählen zum Beispiel der Philips Hue LightStrip beziehungsweise Philips Hue LightStrip Plus, die Stimmungsleuchten Philips LivingColors IrisPhilips Hue Go, sowie die Philips LivingColors Bloom. Eine Übersicht zu allen wichtigen Philips Hue-Lampen und Leuchtelementen listen wir im Artikel zum Philips Hue System auf. Dort wird auch erklärt, wie sich die einzelnen Lampen bei der Installation mit der Hue Bridge verbinden lassen.
  • OSRAM Lightify/ OSRAM Smart+: Diese günstige Alternative zum Philips Hue System wird über das OSRAM Lightify Gateway bedient. So lassen sich beispielsweise die LED-Birnen OSRAM LIGHTIFY Classic E27 RGB und OSRAM LIGHTIFY Classic E27 Tunable White, der OSRAM LIGHTIFY Flex LED-Streifen oder der OSRAM LIGHTIFY Gardenspot Mini Warm White per ZigBee bedienen. Wir haben die OSRAM Lightify- Komponenten bereits intensiv getestet und verraten in unserem Ratgeber, wie sich OSRAM-LEDs in das OSRAM Lightify-System einbinden lassen. Zudem sind auch die neuern Smart Home ZigBee Lampen des Lightify-Herstellers LEDVANCE, nämlich die Smart+ Komponenten ZigBee kompatibel.
  • IKEA TRÅDFRI: Das mit der Philips Hue Bridge kompatible smarte Lampensystem von IKEA umfasst unter anderem die ZigBee-kompatible IKEA TRÅDFRI LED-Lampe E27, eine IKEA TRÅDFRI Filament Lampe im Retro Look und das IKEA FLOALT LED-Lichtpaneel. Nützliche Tipps und Tricks zur Nutzung der IKEA- Lampen liefert unser Artikel IKEA TRÅDFRI-Birnen mit Philips Hue verbinden.
  • Innr: Als günstige Alternative zu Philips Hue bietet sich auch das Innr System an, zu dessen Angebot ebenfalls smarte LEDs mit oder ohne Farbwiedergabe und Filament Leuchten gehören.

Gateways speziell für die Lichtsteuerung über ZigBee

  • IKEA: Für das smarte Beleuchtungssystem TRÅDFRI des schwedischen Möbelriesen war ursprünglich ein spezielles IKEA Gateway nötig. Inzwischen können smarte IKEA Beleuchtungselemente allerdings auch mit der Philips Hue Bridge genutzt werden.
  • OSRAM: Beim Osram Lightify Gateway handelt es sich um einen smarten Stecker, mit dem sich bis zu 50 smarte Lampen besonders einfach und günstig vernetzen lassen. 
  • Signify: Die Philips Hue Bridge des Herstellers Signify ist ein echtes Multitalent und mit besonders vielen anderen Geräten nutzbar. Welche dies genau sind, zeigt unsere Übersicht Philips Hue kompatibler Geräte.
  • RaspBee: Das RaspBee Gateway besteht aus einem Raspberry Pi 3, RaspBee premium und MicroSDHC-Karte mit Software. Es dient vor allem der Lichtsteuerung. Im Gegensatz zu vielen anderen Geräten ist es nicht mit der Philips Hue Bridge kompatibel.

ZigBee Heizkörperthermostate mit 3.0- Funkstandard

Wer seine Heizungssteuerung zuhause smart nachrüsten möchte, dem empfehlen wir das Eurotronic Spirit ZigBee-Thermostat.

Diese Zwischenstecker und Steckdosen können mit ZigBee funken

Unter den ZigBee-Steckdosen empfehlen wir die Philips Hue Steckdose, da sie zusätzlich die Steuerung von Geräten via Bluetooth ermöglicht.

Günstige ZigBee-Alternativen

Weitere ZigBee-Steckdosen im Überblick

ZigBee-kompatible Sensoren für mehr Komfort

Mit Smart Home- Sensoren können ganze Handlungsketten ausgelöst werden. So ist ein vernetzter Thermostat beispielsweise in der Lage festzustellen, wann die Fenster offen stehen. Anschließend wird dann z.B. automatisch die Temperatur heruntergeregelt, bzw. ein Bewegungsmelder sowie Überwachungskameras und die Außenbeleuchtung aktiviert.

  • Unsere Empfehlung Philips Hue Bewegungsmelder: Das umfangreiche System von Philips Hue bietet natürlich auch einen eigenen Philips Hue Bewegungsmelder, der zum Beispiel die Flurbeleuchtung aktiviert, wenn ein Familienmitglied nachts zur Toilette muss. Zusätzlich ist auch ein ZigBee-fähiger Outdoor Bewegungsmelder verfügbar.
  • Belkin: Zum Belkin Smart Home System gehören der WeMo Alarm-Sensor und der WeMo Keychain Sensor, der als Schlüsselfinder nutzbar ist.
  • Bitron: Das Smart Home System Bitron Home umfasst beispielsweise einen ZigBee-fähigen Bitron Temperatur- und Luftfeuchtigkeitssensor (mit Display) und einen Bitron Home Funk-Temperatursensor. 
  • Samsung SmartThings: Dieser Hersteller vermarktet ebenfalls ein komplettes Smart Home System. Samsung SmartThings hat dementsprechend auch einen intelligenten Motion Sensor und einen SmartThings Arrival Sensor zur Anwesenheitserkennung im Sortiment.
  • SwannOne: Outdoor Sirene

Rauchmelder, Smart Locks und weitere Sicherheitskomponenten mit ZigBee-Standard

ZigBee- kompatible RauchmelderIntelligente Rauchmelder dienen dazu, Fehlalarme durch automatische Selbstkontrolle zu reduzieren und bei Gefahr schnell mit anderen Geräten zu interagieren. Die meisten smarten Rauchmelder können sogar Nachrichten auf ein Smartphone schicken, falls die Bewohner nicht anwesend sind. 

ZigBee-Rauchmelder im Überblick

  • Telekom Smart Home optischer Rauchmelder (Bitron Home)
  • Heimann Smart Smoke Sensor HS1SA

ZigBee-kompatible Smart Locks und weitere Sicherheitskomponenten

  • Yale YRD-240 Smart Lock
  • Yale YRD-210 Smart Lock
  • Scout Alarm Door Panel (US-Produkt, in DE noch nicht erhältlich)
  • Scout Alarm System (US-Produkt, in DE noch nicht erhältlich)

Weitere ZigBee-kompatible Systeme und Geräte

ZigBee- kompatible Plattformen
Plattformen, die bereits jetzt mit ZigBee konform sind, zeigt die ZigBee Alliance Website.

ZigBee USB-Sticks
Der ConBee USB-Stick ist zwar in der Lage, smarte Komponenten direkt zu steuern, eignet sich aber vor allem als reine Hardwarelösung für Bastler, die ihr eigenes System programmieren möchten. Der ConBee USB-Stick hat dementsprechend einen eigenen Bootlader zur Ausführung von Firmware. ConBee unterstützt die Betriebssysteme Windows 7 / 8 / 8.1 / 10, Ubuntu Linux, Raspbian.

Eine Ausnahme stellt der ZigBee-fähige USB-Stick von Telekom Smart Home ZigBee USB-Stick dar. Er ist dazu gedacht, eine bereits vorhandene Telekom Home Base um den ZigBee 2.0- Funkstandard zu ergänzen und sollte nicht einzeln verwendet werden.

ZigBee FAQ: Antworten zu den wichtigsten Fragen rund um das Funkprotokoll

Wer nutzt ZigBee?
Wer steckt dahinter und wie viel Zukunftspotenzial hat der Standard? Alle diese Fragen beantworten wir in folgendem Überblick:

Wer nutzt Zigbee?
ZigBee ist als Smart Home Funkstandard vor allem für die Datenübertragung zwischen intelligenten Komponenten gedacht. Aufgrund seiner energiesparenden Technologie eignet sich ZigBee besonders gut für Batterie betriebene Geräte wie z.B. Rauchmelder oder Thermostate.

Wer steht hinter der ZigBee Alliance?
ZigBee ist zwar weit verbreitet im Einsatz, aber immer noch verhältnismäßig unbekannt: Geräte, die ein ZigBee-Profil verwenden, sind oftmals (noch) nicht als solche ausgewiesen. Für die Zusammenstellung unterschiedlicher Komponenten ist diese Information allerdings wichtig, da nur solche mit demselben Profil miteinander interagieren.

Zuständig für die (Weiter-) Entwicklung des Standards und die Zertifizierung der Produkte ist die sogenannte ZigBee-Alliance, ein Zusammenschluss von über 400 Unternehmen, darunter etwa IKEA, belkin, OSRAM und Motorola. 

Kann Alexa ZigBee?
Viele der beliebtesten Alexa fähigen Geräte sind über ZigBee vernetzbar. Darunter z.B. die Philips Hue Lampen. Im Echo Plus Alexa-Lautsprecher von Amazon ist sogar ein ZigBee Hub direkt integriert

Welche Vorteile bietet ZigBee?
Neben der energiesparenden Vernetzung lohnt sich ZigBee für Smart Home Besitzer vor allem deshalb, weil darüber vernetzte Geräte nicht zusätzlich das eigene WLAN-Netzwerk belasten bzw. verlangsamen.Darüber hinaus ist ZigBee sehr vielschichtig und flexibel einsetzbar. Denn das Funkprotokoll ist aus mehreren Schichten aufgebaut. Die Basisschicht bestimmt dabei Funktionen zum Funkablauf: Hier wird die Frequenz, mit der das Protokoll sendet, sowie die Übertragungsform der Datenpakete festgelegt. Das Stack Feature Set enthält mehrere Schichten, die Form und Größe des Netzwerks definieren und regeln, wie Geräte beitreten können oder Daten verschlüsselt werden. Die Applikationsprofile werden über Richtlinien und Arbeitsgruppen der ZigBee-Alliance (etwa Home Automation, Building Automation oder Energy Saving) je nach Einsatzzweck definiert. Für ein auf Lichtsteuerung ausgerichtetes Profil legt die Applikationsschicht zum Beispiel spezifische Einstellungen wie An-/Aus-Status oder Dimmen verschiedener Empfänger fest.

ZigBee Applikationsschichten @ zigbee.org

Wie sicher ist ZigBee?
Der ZigBee Funkstandard basiert auf dem abhörsicheren AES-CCM-Algorithmus mit 128 Bit, der App, ZigBee Gateway/ Bridge oder Hub und damit vernetzte Smart Home Geräte verbindet.

Wie weit reicht ZigBee?
Je nach Anzahl der Geräte in einem ZigBee-Meshnetzwerk und baulichen Gegebenheiten umfasst die ZigBee-Reichweite 10 bis 20 Meter. Theoretisch sind unter idealen Bedingungen sogar bis zu 100 Meter möglich.

Was unterscheidet den ursprünglichen ZigBee Standard von ZigBee 3.0?
Vor ZigBee 3.0 ließ sich das ZigBee-Protokoll in verschiedene Standards für unterschiedliche Anwendungsgebiete unterteilen: ZigBee, RF4CE, ZigBee IP und ZigBee PRO, das inzwischen durch ZigBee 3.0 ersetzt wurde. Auch ZigBee 3.0 ist vor allem für spezifische Bereiche wie vernetzte LED-Leuchtmittel ausgelegt, das Profil Light Link wird etwa bei Produkten von Philips HueOSRAM Lightify und Belkin WeMo eingesetzt. Busch-Jaeger nutzt Light Link für Universal-Relais in Unterputzlösungen, dresden elektronik für den smarten Wandschalter Scene Switch.

Zu den besonders beliebten ZigBee-Geräten gehören zum Beispiel Philips Hue Lampen

ZigBee 3.0 weist eine standardisierte Applikationsschicht auf, die keine individuellen Profile mehr ermöglicht. Es vereint die sechs Profile von ZigBee PRO (Home Automation, Light Link, Building Automation, Retail Services, Health Care und Telecommunications Services) und erleichtert so die zentrale Steuerung des Smart Homes. Zusätzlich wird das bereits in ZigBee PRO enthaltene Profil „Green Power“ auch in 3.0 verwendet, dieses macht den Funkstandard stromsparender. Über Micro Energy Harvesting werden die kleinen Energiemengen, die zur Übertragung der Datenpakete nötig sind, autark gewonnen – allein durch Betätigen eines Schalters, Ausnutzen von Temperatur- und Helligkeitsunterschieden, Luftströmungen oder geräteinternen Vibrationen. So können etwa Sensoren ohne Batterie oder Stromanschluss betrieben werden.

Während die Hersteller inzwischen keine Auswahlmöglichkeit zwischen vielen ZigBee-Spezifikationen mehr haben und sich auf die Version 3.0 beschränken müssen, steigt für die Verbraucher die Zahl der Nutzungsmöglichkeiten. Denn mit dem neuen ZigBee 3-.0 Funkstandard wissen inzwischen alle Geräte im Smart Home, welche Aktionen gerade bei anderen vernetzten Komponenten ablaufen.

Pro und Contra: Hat ZigBee 3.0 eine Zukunft im Smart Home?

Der ursprüngliche ZigBee Protokoll-Stack bestand aus vielen Anwendungsschichten, die individuell anpassbar waren. Hersteller konnten also für ihre Produkte das ZigBee Protokoll durch proprietäre Erweiterungen ergänzen oder aber Profile mit eingeschränkter Funktion einsetzen und diese dennoch zertifizieren lassen. Dadurch entstanden Insellösungen, die zwar ZigBee-Protokolle nutzten, aber trotzdem nicht mit anderen ZigBee-Geräten kompatibel waren. Für Hersteller eine Möglichkeit der Produktindividualisierung, für den Endnutzer bei der Zusammenstellung des Smart Homes unter Umständen nicht ideal.

Das in ZigBee am häufigsten verwendete Mesh-Netzwerk verlinkt alle Kommunikationspunkte direkt miteinander und bietet so die schnellste und energieeffizienteste Übertragung – jedoch auch Angriffsfläche für Attacken auf das Smart-Home-System. Die anfangs durch die lockere Zertifizierungspolitik der ZigBee Alliance unterbundene Einheitlichkeit hielt mit der Einführung von endlich ZigBee 3.0 Einzug. Dieser Schritt war für ZigBee zwar unumgänglich, um konkurrenzfähig zu bleiben und die Sicherheit zu erhöhen, dennoch dauerte es lange, bis der Standard sich im Smart Home Markt etablieren konnte. Erst sei Amazon seine Alexa-Geräte Echo Plus, Echo Show 2  und Echo Studio mit dem ZigBee Funkstandard ausgestattet hat, passen immer mehr Hersteller ihre Geräte daran an.

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homeandsmart Redaktion Mariella Wendel

Sammelte schon im Studium Erfahrungen mit innovativen Ambient Assisted Living Geräten und bloggte viele Jahre darüber. Mariella Wendel gehört von Anfang an zum home&smart-Redaktionsteam und testete die Echo Lautsprecher bereits vor der Markteinführung in Deutschland. Außerdem verfasste sie 2017 die erste umfassende Übersicht Alexa kompatibler Geräte. Heute zählen außerdem Saugroboter, Smart Home Kameras und fernsteuerbare Gartengeräte zu ihren Lieblingsthemen.

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