Schema di un sistema di automazione domestica con rete cablata e wireless. Fonte: Wikimedia Commons, licenza CC.
Tra i protocolli wireless destinati all'automazione residenziale, Zigbee e Z-Wave sono quelli con la maggiore penetrazione nel mercato europeo. Entrambi adottano una topologia a rete mesh, in cui ogni dispositivo funge da nodo capace di instradare i segnali verso altri nodi, ma si distinguono su aspetti tecnici rilevanti per l'installazione domestica.
Frequenze operative e interferenze
Zigbee opera a 2,4 GHz, la stessa banda utilizzata dal Wi-Fi e dal Bluetooth. In ambienti dove questi tre protocolli coesistono, la gestione dei canali diventa rilevante. Zigbee utilizza canali definiti dallo standard IEEE 802.15.4 e può essere configurato per ridurre le sovrapposizioni con le reti Wi-Fi presenti nell'abitazione.
Z-Wave, in Europa, opera a 868,42 MHz, una frequenza sub-gigahertz dove la concorrenza di altri protocolli di largo consumo è assente. Questa caratteristica riduce il rischio di interferenze, ma comporta una banda passante inferiore rispetto a Zigbee. Per le applicazioni tipiche della domotica (comandi luci, sensori, serrature) la velocità di trasmissione di Z-Wave è comunque sufficiente.
In Italia, la frequenza 868 MHz è utilizzata anche da altri sistemi (ad esempio alcune tipologie di allarmi e sistemi di rilevazione gas). Verificare la conformità del dispositivo Z-Wave al piano nazionale delle frequenze prima dell'installazione è una precauzione consigliata.
Topologia mesh e portata
Entrambi i protocolli utilizzano una rete mesh in cui i dispositivi alimentati dalla rete elettrica (prese, attuatori, lampadine smart) funzionano da ripetitori, estendendo la copertura del segnale. I dispositivi a batteria (sensori, telecomandi) sono in genere nodi finali che non retransmettono.
La portata teorica di un singolo hop è di circa 10-30 metri per Zigbee e di 30-100 metri per Z-Wave in campo aperto. All'interno di abitazioni con muri in muratura, tipici delle costruzioni italiane, i valori effettivi sono sensibilmente inferiori. La mesh compensa questa limitazione aggiungendo nodi intermedi.
Confronto tecnico sintetico
| Caratteristica | Zigbee | Z-Wave |
|---|---|---|
| Frequenza (Europa) | 2,4 GHz | 868 MHz |
| Standard base | IEEE 802.15.4 | ITU-T G.9959 |
| Topologia | Mesh | Mesh |
| Nodi massimi per rete | Fino a 65.000 | Fino a 232 |
| Interoperabilità | Dipende dal profilo (Zigbee 3.0 migliora la situazione) | Garantita per dispositivi certificati Z-Wave Plus |
| Hub richiesto | Sì (coordinatore) | Sì (controller) |
Ecosistemi di dispositivi disponibili in Italia
Il mercato italiano, allineato a quello europeo, offre una buona disponibilità di dispositivi per entrambi i protocolli. Per Zigbee, i marchi con distribuzione consolidata includono Philips Hue (illuminazione), IKEA Tradfri (illuminazione e tapparelle), Sonoff (interruttori e prese) e diversi produttori di sensori compatibili con Home Assistant o Zigbee2MQTT.
Per Z-Wave, la certificazione garantita dall'organizzazione Z-Wave Alliance assicura che i dispositivi con il logo Z-Wave Plus siano interoperabili, indipendentemente dal produttore. Tra i marchi presenti: Fibaro, Aeotec, Shelly (con moduli Z-Wave), Danalock per le serrature.
Coordinatori e controller
Entrambi i protocolli richiedono un dispositivo centrale: un coordinatore per Zigbee e un controller principale per Z-Wave. Nel caso di Zigbee, le opzioni più diffuse sono dongle USB come il Sonoff Zigbee 3.0 USB Dongle Plus o il ConBee II, che si collegano a un server home assistant locale. Per Z-Wave, Z-Stick di Aeotec è il dongle USB più utilizzato nelle installazioni fai-da-te in Italia.
Matter e il futuro dei protocolli
Lo standard Matter, promosso dalla Connectivity Standards Alliance con il supporto di Apple, Google e Amazon, è progettato per operare su Thread (una variante mesh di IEEE 802.15.4), Wi-Fi ed Ethernet. Alcuni produttori hanno iniziato a rilasciare aggiornamenti firmware che abilitano la compatibilità Matter su dispositivi Zigbee e Z-Wave già installati, tramite un bridge. La situazione è in evoluzione e la compatibilità varia da prodotto a prodotto.
Riferimenti: Zigbee Alliance, Z-Wave Alliance, CSA — Matter FAQ.