Большинство умных домов строятся на основе двух-трех радиочастот, на которых их элементы обмениваются командами и другими сигналами друг с другом. Лидеры среди этих стандартов – Z-Wave и ZigBee. Используемые частоты – 2,4 ГГц и 915 МГц у ZigBee, 869 и 868 МГц у Z-Wave.

Стандарты связи и частоты. Z-Wave и ZigBee

Bluetooth, Wi-Fi, WeMo и Thread (последние две в России практически не используются) работают на частотах в районе 2,4 ГГц, ZigBee – на 2,4 ГГц и 915 МГц, Z-Wave – в районе 900 МГц в зависимости от страны. Некоторые устройства используют для передачи данных частоту 433 МГц, которая называется просто “433 МГц”.

Сигналы Bluetooth слишком слабые и медленные (в 20 раз медленнее ZigBee и Z-Wave), а Wi-Fi слишком энергоемкие и быстро истощают батарейку, поэтому они почти не используются для основы умного дома. Кроме того, частота 2,4 ГГц сильно нагружена и на ней нередки помехи. Наконец, эти сети сравнительно легко поддаются взлому.

Однако на Wi-Fi работают многие устройства, которые подключаются к электросети и не передают по сети критической информации, например некоторые аудиосистемы. Если вы выбираете такие устройства, их легко можно включить в умную сеть на ZigBee или Z-Wave.

Лидирующие частоты для устройств умного дома – ZigBee и Z-Wave во многом похожи, используют схожие механизмы шифрования данных и работают по одному принципу ячеистой сети (mesh), когда сигнал в сети передаются по цепочке от устройства к устройству, пока не достигнет цели. И чем больше в сети устройств (чем гуще сеть), тем больше маршрутов, если не срабатывает один – сигнал передается по другому.

При этом ZigBee вместительнее (может включить более 60,000 устройств против примерно 230 у Z-Wave) и быстрее (40-250 кбит/сек против 10-100 у Z-Wave). С другой стороны, сигналы ZigBee слабее (до 10 метров против 30 метров у Z-Wave), а главная проблема этого стандарта – совместимость, не все устройства ZigBee работают друг с другом.

Преимущества Z-Wave – полная совместимость устройств друг с другом и более мощный сигнал. Основной недостаток – устройства Z-Wave странозависимы, поскольку в разных странах Z-Wave использует разные частоты. И устройство, изготовленное для одной частоты, не будет работать на другой. Поэтому производители вынуждены изготавливать одно и то же устройство на нескольких разных частот для разных стран. При этом очевидно, что для стран с большим спросом – в США и Евросоюзе – создаются больше Z-Wave приборов. Однако за последние пару лет на российской частоте появились все основные Z-Wave устройства.

Законодательное регулирование частот связи. 869 и 868 МГц

Широкий спектр радиоволн делится на множество сегментов, большинство которых распределены для определенных целей: какие-то для военных, какие-то для экстренного оповещения, какие-то для сотовой связи. Несколько диапазонов свободны, и их может использовать любой желающий.

Но поскольку в разных странах распределение частот шло по-разному, то получилось так, что когда был разработан стандарт Z-Wave (в Дании в 2001 году), его поместили на относительно незагруженную частоту 868,42 МГц. В США свободной нашлась частота 908,42 МГц, в Австралии – 921,42 МГц, в Гонконге 919,82 МГц, в Израиле 916 МГц, в Индии 865,2 МГц.

Вообще-то частота 868,42 МГц установлена для Z-Wave во всех странах Европейской конференции администраций почтовых служб и служб связи (CEPT), в которую входит и Россия. Однако по российским правилам для свободного использования доступны только диапазоны от 864 до 865 МГц и от 868,7 до 869,2 МГц. В результате устройства Z-Wave для России выпускаются на особой частоте 869,0 МГц.

Наиболее распространёнными для стандарта Z-Wave являются американская (908,42 МГц) и европейская (868,42 MГц) частоты. Работающие на таких частотах устройства в нашей стране подлежат обязательной регистрации, что чревато сложными бюрократическими препонами. Поэтому многие производители умной электроники начали разрабатывать специально для жителей России технику, которая работает на “нашей частоте” – 869 МГц.

Использование других частот в России не только не разрешено, но и наказывается штрафом (статья 13.3 КоАП).