Z-Wave Netzwerk planen

Z-Wave Netzwerk planen

16. Juni 2018 3 159 Von Bastian

Die Basis der Kommunikation im Z-Wave Netzwerk bilden das Gateway und die untereinander vernetzten Komponenten. Aktive, also permanent mit Strom versorgte Aktoren und Sensoren, dienen im Netz als Repeater. Sie kennen ihre Nachbarn und sind in der Lage Befehle und Daten weiterzuleiten. Diese und andere Z-Wave Eigenschaften sind beim Aufbau eines zuverlässigen Netzwerkes zu beachten. In diesem Artikel erkläre ich Dir meine Erfahrungen und was aus meiner Sicht wichtig ist.

Z-Wave Netzwerk

Das erste Stadium Deines Fibaro Z-Wave Netzwerk ist immer das einer Spielwiese. So wirst auch Du Dein Gateway angeschlossen und ein bis zwei Aktoren oder Sensoren auf die Schnelle inkludiert haben. Alles um ein schnelles smartes Erlebnis zu bekommen. Für gewöhnlich sind diese ersten Komponenten batteriebetrieben. Also Sensoren wie Bewegungsmelder, Türkontakte oder auch Aktoren in Form von Heizungsthermostaten. Das ist ganz normal und auch ich habe so angefangen.

Jedoch kann dieses Starterlebnis, je nach Größe des Hauses / der Wohnung, langfristig zu Herausforderungen (Probleme wäre etwas zu viel) in Deinem Mesh Netzwerk führen.

Mögliche Probleme im Mesh Netzwerk

Wie bereits mehrfach erwähnt, kennt jede Z-Wave Komponente ihre Nachbarn und meldet diese an das Gateway. Daraus wird der optimale Kommunikationsweg zur Überbrückung langer Distanzen berechnet. Es muss also nicht jeder Sensor oder Aktor direkten Kontakt zum Gateway haben. Eine oder mehrere aktive Komponente(n) zwischen Node und Gateway sind ausreichend. Sie müssen nur bekannt sein. Und genau an dieser Stelle kann es passieren, dass unser Spieltrieb uns (mindestens temporär) einen Strich durch die Rechnung macht.

So habe ich beispielsweise meinen Fibaro Motion Sensor direkt neben dem Gateway inkludiert. Alles hat wunderbar funktioniert. Nach der Platzierung im Badezimmer, etwa 10m und 3 dicke Wände entfernt, war allerdings schnell Schluß mit der Verbindung. Für die direkte Kommunikation zum Gateway war er zu weit weg und es gab noch keine Repeater.

Darstellung eines Dead Node im Home Center 2

Darstellung eines Dead Node im Home Center 2

Also erstmal den Switch für das Licht im Bad installiert. Eine aktive Komponente, also auch ein Repeater. Alles angeschlossen und inkludiert, funktioniert. Der Motion Sensor hingegen wurde immer noch als Dead Node im Home Center angezeigt, trotz der Repeatfunktion des Switches. Aber woran lag es?

Mesh Netzwerk Rekonfiguration

Eigentlich ganz einfach. Der Repeater war zwar angeschlossen und aktiv, aber er wusste nichts vom Motion Sensor in seiner Nachbarschaft. Selbiges galt für das Gateway. Dies hat weiterhin versucht den Sensor direkt anzusprechen.

An dieser Stelle kommt es also nicht darauf an, dass das Zielgerät den Repeater kennt, sondern der Repeater das Zielgerät und das Gateway den Weg dorthin.

Um dies zu beheben, gibt es im Home Center unter Konfiguration -> Z-Wave Netzwerk -> Mesh Netzwerk Rekonfiguration eine Funktion um die Listen zu aktualisieren.

Mesh Netzwerk Rekonfiguration

Mesh Netzwerk Rekonfiguration

Diese stellt eine Auswahl aller Komponenten zur Verfügung und fragt bei Ausführung die Liste der Node IDs ab, die in Reichweite sind. Darunter auch mein Motion Sensor. Nachdem die Informationen an das Gateway übertragen wurden, war also ein neuer Kommunikationswegs zum Sensor bekannt – über den Switch des Badezimmers konnte eine zuverlässige Verbinung aufgebaut werden. Seither kein Dead Node mehr und alles läuft wie gewünscht.

Dieser Vorgang findet im Z-Wave Netzwerk auch automatisch statt. Die Nodes übermitteln zyklisch ihre Listen. Gibt es nach der Installation Probleme, ist das Anstoßen aber die schnellere Variante um Dead Nodes loszuwerden.

Auch bietet die Funktion die IDs des gesamten Netzwerkes abzufragen. Dabei werden alle Komponenten – auch batteriebetriebene – nach der Liste ihrer Nachbar befragt. Je nach Anzahl der Geräte und Aufwachintervall kann dieser Vorgang gern mal mehrere Stunden dauern. Sind einzelne Komponenten gerade nicht erreichbar, so liefern sie keine Antwort. An dieser Stelle kann man sich schnell im Kreis drehen, daher ist die Nutzung mit Vorsicht zu genießen.

Standort, Komponentenauswahl und Reihenfolge

Um dieses Szenario möglichst von Anfang an zu umgehen, ist eine guter Standort des Gateway, die sorgsame Auswahl und auch Installationsreihenfolge der Komponenten von entscheidender Bedeutung.

Die Abstellkammer im hintersten Winkel des Hauses oder gar der Keller sind nicht die beste Wahl beim Standort des Herzstückes eines Mesh Netzwerkes. Idealerweise wird das Gateway in der horizontalen und vertikalen Mitte des Hauses bzw. der Wohnung aufgestellt.

Fibaro Z-Wave Netzwerk, der Ideale Standort des Gateway.

Ein zentraler Standort des Gateway ist wichtig. Grauer Punkt = Gateway.

Am Anfang solltest Du nur aktive – also mit Strom versorgte – Komponenten installieren. Idealerweise sind das Switches und Dimmer, da nicht mobil sind und an ihrem Platz verbleiben. Diese bilden das Grundgerüst des Mesh Netzwerkes. Man muss sich das vorstellen wie die Fäden zur Fixierung eines Spinnennetzes.

Neben der Auswahl ist auch die Reihenfolge der Inkludierung von entscheidender Bedeutung um von Beginn an ein störungsfreies Netz zu bekommen. So ist mit den nah am Gateway liegenden Komponenten zu beginnen. Weiter entfernt liegende Geräte sind also zuletzt zu inkludieren.

Am sichersten erfolgt der Aufbau des Netzes wenn in jedem Raum des Hauses / der Wohnung ein Switch oder Dimmer fest in der Unterputzdose installiert wird. Die erweiterte Reichweite durch diese aktiven Komponenten hat bei mir bisher immer ausgereicht um alle Räume stabil zu versorgen.

Beachtest Du diese Grundsätze, kannst Du später an nahezu jeder beliebigen Stelle des Hauses neue – auch batteriebetriebene – Komponenten inkludieren.

Z-Wave und Fibaro Begrenzungen

Wichtig ist noch zu wissen, dass die maximale Anzahl Hops, also Geräten zwischen Gateway und zu steuerndem Node, auf 4 begrenzt ist. Geht man davon aus, dass jeder aktive Node 10 m Reichweite durch Wände etc. bringt, so ist bei guter Planung ein Radius von 50m innerhalb eines Gebäudes und um das Gateway herum möglich.

Weiterhin ist die Anzahl an Nodes in einem Fibaro Netzwerk auf 232 Nodes beschränkt. Dies gilt nicht für Szenen etc. sondern die tatsächliche Anzahl Z-Wave Komponenten im Netz.

Einsatz von Repeatern

Es gibt eine ganze Reihe von Geräten zur Verstärkung des Z-Wave Signals zu kaufen. Wobei diese nichts anderes sind, als eine aktive Komponente ohne (weitere) Funktion. Dennoch unterscheiden sie sich preislich kaum von einem Switch oder Dimmer.

Z-Wave Repeater

Z-Wave Repeater

Bisher gab es in keinem Z-Wave Netz welches ich kenne den Bedarf nach einem solchen Repeater, solange genügend aktive Komponenten verbaut waren. Warum also Geld nur für eine Weiterleitung ausgeben?

Selbstheilung

Natürlich ist diese Art des Aufbaus eines Netzwerkes nicht die einzige und Z-Wave bringt eine ganze Reihe von Mechanismen zur Selbstheilung mit. So ist es im Home Center 2 beispielweise möglich die Listen der Nachbarn einzelner oder auch aller Komponenten aktiv anzufordern um ggf. neue Wege zu finden. Dieser Austausch findet nicht nur auf Anforderung, sondern auch zyklisch im Normalbetrieb statt.

Meist funktioniert dies auch wunderbar, aber eben nicht Adhoc und schon gar nicht transparent. So kann es eine ganze Zeit lang zu nervigen „Dead Nodes“ kommen und man sitzt leicht verzweifelt vor dem Monitor.

Fazit

Standort, Auswahl und Reihenfolge der Inklusion tragen von Anfang an zu einem stabilen Z-Wave Netzwerk bei. Auch wenn die Spaßkurve am Anfang etwas flacher verläuft, so macht es dauerhaft mehr Freunde, als die ewige Suche nach der Lücke im Spinnennetz.

Ergänzungen, Feedback oder Fragen?

Du hast Fragen dazu oder Probleme mit Deinem Netzwerk? Dann nutze gern die Kommentarfunktion oder das Forum.

Der Autor

Moin, ich heiße Bastian und bin Autor dieser kleinen bescheidenen Seite. Zwanghaft, ja fast schon neurotisch beschäftige ich mich seit Jahren mit jedem erdenklichen technischen Schnick-Schnack. Nichts, was einen Stecker hat ist vor mir sicher. So war es klar, dass ich eines Tages das Haus auf den Kopf stellen und alles vernetzen würde.

Da ich bei meinem Vorhaben sehr viel Hilfe und Unterstützung in diversen Foren, Blogs und Boards erfahren habe, möchte ich diesen Blog zum sammeln meiner Smarthome- und Technikerrungenschaften nutzen um der Community zumindest ein klein wenig was zurückgeben zu können.

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