スマートホームを構築する場合、主に4つの無線技術について知っておく必要があります。 最初の2つは、よく知られたWi-FiとBluetoothの規格で、すでにご存知の方も多いでしょう。
これらは、デバイスをワイヤレスで接続しますが、Wi-FiやBluetoothとは異なる方法で機能します。 これは、ハブやルーターとデバイスを直接接続するのではなく、ZigbeeとZ-Waveはメッシュ・ネットワークを使用し、ハブからあるデバイスへ、そしてそのデバイスから別のデバイスへ、さらに別のデバイスへとデータを送信するためです。
- Zigbeeとは
- Z-Waveとは?
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このデータには通常命令や小さな情報の断片が含まれます。 たとえば、照明のスイッチをオンにするコマンドや、湿度センサーや浸水モニターからの読み取り値などです。
Zigbee および Z-Wave デバイスは非常に少ない電力しか使用せず、場合によっては電池交換が必要になるまで何年も使用できます。 これらの技術を使用するデバイスには、センサー（例：モーションまたは水）、スマートサーモスタット、ドアロック、スイッチ、電球、スマートプラグなどがあります。 これらのデバイスは、Samsung SmartThings Hub や Amazon Echo Plus など、互換性のある Zigbee や Z-Wave ハブで制御できます。
Zigbee は、2002 年に設立された Zigbee Alliance が管理するオープン スタンダードで、もともとスマート ホームに移行する前に商用目的で作成されたものです。 一方、Z-Waveは、2001年にデンマークのZensys社が初めて開発したものです。 スマートホーム専用に作られたZ-Waveは、2009年にSigma Designsに売却され、その後2018年にSilicon Labsに2億4千万ドルで売却されました。
メッシュネットワークとは
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メッシュネットワークはWi-Fiネットワークよりもエリア（例えば自宅や庭など）を徹底的にカバーすることができます。 これは、Wi-Fiネットワークが1つのハブであるルーターとの間でしかデータを送受信しないため、遠くにあるデバイスは信号が弱くなり、接続の問題が発生する可能性があるためです。 壁が厚い古い家の所有者は、ルーターが数部屋先まで信号を届けるのに苦労し、家全体が圏外になる可能性があるという、Wi-Fiの限界にも気づいているでしょう。
メッシュ・ネットワークは、ハブからの信号（たとえば、電球にスイッチを入れるよう求める信号）を受けて、ネットワーク内の他のデバイスを介してこのメッセージをリレーすることでこれを克服しています。
このことが意味するのは、スマートホーム機器が家中で互いに明確に会話でき、機器を設置すればするほど、ネットワークのカバー率が高まるということです。
ZigbeeとZ-Waveのメッシュネットワークの運用方法の大きな違いは、Z-Waveでは信号やデータをネットワーク上で4回中継できるのに対し、Zigbeeでは制限がないことです。 たとえば、Zigbeeは915MHzと2.4GHzの無線周波数を使用しますが、後者はWi-Fiと共有しているため、ご存じかもしれません。 理論的には、多数のZigbeeとWi-Fiデバイスが同じ空間で音を競い合う家庭で、干渉の問題が発生する可能性があります。
スマートライトや電話、ラップトップが2.4GHz帯を争う共有ワークスペースでは懸念されますが、一般家庭ではZigbeeにとってこのような干渉は致命的なものにはならないはずです。
Z-Wave は、より低い (そして混雑していない) 800-900MHz 周波数帯で動作するため、Wi-Fi の干渉を受けません。
SmartThings のようなハブは、Zigbee と Z-Wave で使用可能です。 これは技術的には勝利ですが、この速度は、一般にmbpsで測定されるWi-Fiや携帯電話接続と比べると、まだ信じられないほど遅く、1mbは1,000kbとなります。 しかし、ZigbeeとZ-Waveの速度が遅いことは、デバイスが動作を実行するための指示や、センサーからの読み取り値など、非常に少量のデータを送信するためにのみ使用されるので、実際には重要ではありません。
Samsung GP-U999SJVLGDA 第3世代 SmartThings Hub, White
より有意義なのは、同じメッシュ ネットワークに同時に接続できるデバイス（または「ノード」）数が 65,000 と Z-Wave の上限 232 に対して、Zigbee は勝っているという点です。 現実には、スマートホームに232台以上のデバイスを設置することはないと思いますが、各部屋にスマートライトを設置する場合は、代わりにZigbee照明製品を使用することをお勧めします。 Zigbee の範囲は 33 ～ 66 フィートの間に位置し、Z-Wave は 100 フィートです。 ただし、この数値はWi-FiやBluetoothと同様に、デバイスがどこにあるか、近くに壁があるか、壁の厚さなど、さまざまな要因に左右されます。 しかし、先に説明したメッシュ・ネットワーキングを考慮すると、別のスマート・デバイスが数フィート先にあり、範囲外になる前に信号を繰り返すことができる可能性が高くなります。
最後に、どちらの技術も同じAES-128暗号を使用して、スマート・ホームを安全に保ちます。
どの製品が Zigbee で動作しますか？
スマート ホーム デバイスの最大かつ最もよく知られたファミリは、Philips Hue 照明、ハブおよびセンサーの Samsung SmartThings システム、LG の新しい ThinQ スマート ホーム ポートフォリオなどの Zigbee と連携しています。 その他にも、以下のようなものがあります。
- Philips Hue
- Ikea Tradfri
- Samsung SmartThings
- LG ThinQ
- GE Appliances
- Belkin WeMo link
- Sengled lights
- ADT Security Hub
- Somy blinds
- Somfy window blind motors
- Honeywell smartrmostats
- Yale smart locks
With Z- どんな製品ですか?Waveですか？
Z-Waveを使用する機器には以下のようなものがあります。
- August スマートロック
- Schlage スマートロック
- Samsung SmartThings
- ADT セキュリティハブ
- Yale スマートロック
- Somfy
- Kwikset smart locks
- Ring doorbells
- Fibaro water leak detector
- GE appliances
- LG Thinq
- Aeotec water, ドア・窓センサー
- First Alert煙探知機
- GoControl 照明・壁スイッチ
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スマートホームでZigbeeとZ-Waveデバイスは一緒に使えるのですか?
はい、できます。 スマート ホームを構築する際に重要なことは、さまざまなデバイスが Zigbee と Z-Wave の両方で動作するため、どちらかの技術に縛られることがないということです。 たとえば、Wink と Samsung SmartThings のハブは両方の規格に対応しており、Honeywell のサーモスタット、Yale のスマートロック、GE Appliances の製品、LG ThinQ エコシステムも同様です。
Zigbee と Z-Wave デバイスは、互いに通信しない場合でも同じスマートホームでうまく動作することを覚えておくとよいでしょう。 たとえば、Philips Hue スマート ライトは Zigbee を使用していますが、Hue Bridge にも接続され、Hue Bridge は Wi-Fi ルーターに接続されます。 この方法では、Zigbeeハブから直接電球を制御したり、Amazon EchoやGoogle Home/Nest製品ラインのWi-Fi接続スマートスピーカーやディスプレイから制御したりできます。
家に多くのスマートデバイスを置く予定なら、ZigbeeとZ-Wave両方に対応しているSamsung SmartThings Hubなど、すべてに対応するハブが安全策と言えます。
しかし、Alexa、Google Assistant、および Siri と連携するスマート ホーム製品の数が増えているため、スマート ホームの構築方法はこれまで以上に柔軟になります。
最後に、第1世代と第2世代の Amazon Echo Plus には（他のすべての Amazon および Google/Nest スマート スピーカーと異なり）Zigbee が組み込まれていますが、これは見た目とは全く異なります。 はい、Echo Plus は、Hub Bridge ハブを必要とせずに、Hue 電球などのデバイスを直接制御できますが、機能は限定されています。