Если вы являетесь поклонником смарт-гаджетов и заинтересованы в эксплуатации современных систем «умного дома», скорее всего уже не раз сталкивались с таким понятием, как «Zigbee». Ни для кого уже не секрет, что Zigbee представляет собой технологию беспроводной связи с высочайшим уровнем защиты. Хотите узнать подробнее о всех нюансах этого протокола? Тогда давайте попробуем разобраться и поговорим о сложном простым доступным языком.

Zigbee как она есть

Итак, Zigbee представляет собой стандарт беспроводной связи, позволяющий передавать пакет данных от одного цифрового устройства к другому. Само название Zigbee происходит от двух слов: «zigzag» («зигзаг») и «bee», что в переводе означает «пчела».  Таким образом, словосочетание «танец пчелы» отлично отражает суть ячеистой структуры данного канала связи. 
Проводные технологии постепенно изживают себя и становятся всё менее актуальными, в то время как беспроводные каналы связи прогрессируют семимильными шагами. Что в век цифровых технологий и стремительного развития Интернета вещей, собственно, вполне закономерно. Однако беспроводной формат связи между цифровыми устройствами не всегда гарантирует высокую надежность и безопасность передачи информации. Ведь передаваемые сигналы можно легко заглушить посредством радиопомех или сбить с толку сам маршрутизатор. Этим зачастую пользуются злоумышленники, пытаясь с помощью нехитрых технических устройств взломать канал связи или заглушить сигнал, идущий от камер видеонаблюдения или цифровых замков к контроллеру или мозгу «умного дома». Теперь с протоколом Zigbee эти проблемы канули в лету. 
Эта надежная технология за счет специальных алгоритмов маршрутизации способна к восстановлению связи даже при ее потери между информационными узлами. Это возможно с помощью так называемых «обходных маршрутов». Многие пользователи Zigbee нередко сравнивают этот протокол с Bluetooth и Wi-Fi, однако следует отметить их принципиальные различия, о которых мы упомянем немного позже.
Итак, технология Zigbee была специально разработана в рамках концепции Интернета вещей. Сегодня она успешно используется для взаимодействия приборов в «умном доме». Данный проект используется в бытовой и промышленной автоматике, медицинском оборудовании и многих других смарт системах. Популярность Zigbee обусловлена высокой надежностью, открытостью экосистемы и ее относительно низкой себестоимостью.
Конкурировать на равных с Zigbee способен не менее популярный стандарт технологии беспроводной связи Z-Wave. Однако и между ними существует принципиальное отличие. Так, разработчики наградили Zigbee полностью открытой системой, а вот инженеры протокола-конкурента оставили Z-WAVE закрытым. В чем же тут разница? Все достаточно просто - открытая экосистема позволяет любому стороннему разработчику-инженеру «умных технологий» выпускать любые устройства, поддерживающие данный стандарт связи. 
Такой формат пришелся по вкусу многим компаниям, занимающимися разработкой интеллектуальных систем. Что и не удивительно, тем более, что Z-WAVE оказался на выходе ещё и несколько дороже. Безусловно, на первых порах, были подозрения, что стандарты открытой системы и дешевизна могут негативно сказаться на надёжности технологии. Однако спустя некоторое время высокая надежность и удобство эксплуатации Zigbee была подтверждена в процессе использования смарт гаджетов от разных компаний.
Такой успех и последующая поддержка данной технологии практически в каждом втором «умном» гаджете демонстрирует безоговорочные превосходства Zigbee по сравнению с другими технологиями передачи данных. Сегодня такой протокол поддерживают смарт устройства от Philips, Xiaomi, Samsung, IKEA, Amazon, LG и многих других производителей.

Zigbee vs WiFi и Bluetooth

В целом, для систем «умного дома» подходят (и, кстати, часто используются) известные технологии Wi-fi и Bluetooth, которые присутствуют на рынке цифровых гаджетов уже не один год. Они надежны, проверены временем, но модули, оборудованные приемниками/передатчиками данных в этих протоколах до сих пор обходятся не дешево. Именно поэтому ассоциацией ведущих компаний и было принято решение создать новый сетевой протокол. Датой рождения технологии Zigbee принято считать 2004 год. Zigbee Alliance родился вследствие коллаборации таких цифровых монстров как как Samsung, Siemens, LG и некоторых других брендов с мировым именем. 
Zigbee, также как и Wi-Fi, работает на частотах, которые не требуют специального разрешения: 2,4 ГГц. Радиус действия как Wi-Fi, так и у Zigbee, достигает до 20 метров у в помещении. В отличие от них, протокол Bluetooth имеет радиус действия чуть меньше 10 метров. 
От своих конкурентов Zigbee отличает сам принцип работы. В сети Zigbee есть точки соприкосновения не только с «интеллектуальным центром системы», но и между отдельными узлами. Такой подход задает технологии максимальную коммуникабельность и предлагает отличные возможности для смарт систем.
 Основное отличие Zigbee – это использование ячеистой структуры. В других протоколах, например, в сети Wi-Fi все узлы соединены в одной точке через центр, образуя совсем другую топологию, которую принято называть «звезда». В таком варианте при сбое хотя бы одного маршрута, сигнал не имеет возможности связаться с другими элементами сети. Протокол Zigbee защищен от таких неприятностей. В случае сбоя будет проложен другой маршрут, позволяющий пройти сигналу по обходному пути. Таким образом два устройства будут связываться напрямую друг с другом. Zigbee сеть позволит беспрепятственно работать системе «умного дома», где сбои, учитывая ее конфигурацию, точно не желательны. Только представьте, что если, например, датчик открытия двери постоянно будет терять связь с другими устройствами, отвечающими за реакцию на нестандартные ситуации? Ни о какой безопасности в доме при таком развитии событий не может быть и речи, ведь устройства не выполняют свои прямые функции, а именно -ежесекундный мониторинг и мгновенное реагирование. 

Основные характеристики Zigbee 

Управление системой «умного дома», где исключительно важно своевременное включение различных датчиков и контроллеров, вышло на принципиально новый уровень с помощью использования беспроводной технологии Zigbee. В целом, связь между интегрированными устройствами и их контроль мозгом «умного дома» стали значительно надёжнее и проще.
Высокая скорость Zigbee-сети позволяет работать всем подключенным устройствам практически без задержек. На реакцию оставлено 30 миллисекунд, а скорость соединения достигает до 250 кбит в секунду. Безусловно, сегодня это далеко не максимальные значения, хотя, как показала практика, этого вполне достаточно. В зависимости от числа ретрансляций скорость может упасть до средних значений в 5-40 килобит в секунду. Внутри помещения радиус охвата, как правило, составляет около двух десятков метров, на открытой местности – более 100 метров.
В любой момент эта сеть может быть расширена за счёт добавления новых устройств. Соответственно, повышение нагрузки может отображаться на скорости передачи данных и на охвате. Однако постепенное ухудшение характеристик связи из-за нагрузок наблюдается абсолютно у всех протоколов.
Беспроводная технология связи Zigbee надежно защищена с помощью криптографического шифрования, что делает передачу данных практически безопасной. Отметим, что за последние несколько лет политика безопасности Zigbee неоднократно обновлялась, что позволяет заявлять о высочайшей надежность этого протокола. 
Что касается энергопотребления, здесь все отлично продумано и реализовано на практике. Режим «сна» позволяет значительно сократить энергопотребление, а, следовательно, дополнительно экономить на использовании электричества. Низкая пропускная способность обмена данными оказалась тут на руку. Передача данных на этой скорости не отнимает много энергозатрат, что позволяет многим модулям с поддержкой данной технологии работать от одной батарейки в течение многих месяцев.
Zigbee сеть, в отличие от того же Wi-fi, может иметь тысячи узлов, не теряя при этом стабильность при работе. Это объясняется топологией самого продукта. Такая особенность является просто незаменимым решением для функционирования «умного дома». 

Работа Zigbee с «умным домом»

Zigbee открывает новые возможности для «умного дома», полноценно раскрывая в этом формате свой потенциал. В первую очередь, сотрудничество с Zigbee позволило наконец то наладить отношения с такими голосовыми помощниками как Siri, Google Assistant и Alexa.
Надежное подключение целого ряда приборов в рамках единой сетке посредством сети Zigbee, сегодня полностью позволяет обеспечить работу системы «умного дома» любой конфигурации. Даже если в систему интегрировано несколько сотен устройств.   
Рыночная стоимость ка модулей с поддержкой Zigbee, как мы уже отмечали, дешевле ее аналогов. К примеру, смарт-лампа TP-Link с поддержкой wi-fi в среднем обойдется в две тысячи рублей, а покупка подобной лампы, поддерживающей Zigbee протокол, например, IKEA Tradfri - всего в 700-900 рублей.
На современном рынке смарт оборудования сегодня имеется огромный выбор гаджетов и девайсов, поддерживающих с Zigbee.На данный момент с Zigbee сотрудничают такие гиганты как IKEA, Philips, Xiaomi, Samsung и многие другие. Список действительно огромен и расширяется с каждым годом. Для обеспечения максимального удобства для пользователя, многие производители, словно перестраховываясь, сочетают в одном устройстве как Zigbee, так и Bluetooth или Wi-fi. 

В завершении

Беспроводная технология передачи данных Zigbee – настоящая находка для систем «умного дома», да и для современных смарт устройств в целом. Даже относительно низкая пропускная способность не помешала этому стандарту беспроводной связи стать фаворитом среди самых именитых компаний. 
Протокол Zigbee действительно отлично подходит для домашней автоматизации. Гибкая система политики безопасности, отличные эксплуатационные характеристики и высокая надежность в комплексе с оригинальной – все эти достоинства не могли остаться незамеченными на рынке цифровых устройств.