Zigbee erklärt: Alles, was du über den Smart Home Standard wissen musst

Seit vielen Jahren funkt es bei mir zu Hause und im Büro fleissig auf allen möglichen Kanälen. Ein Standard hat sich dabei bei mir zum heimlichen Arbeitstier entwickelt: Zigbee. Ob die IKEA Parasoll Fenstersensoren, der Zemismart Vierfachtaster oder diverse Lampen, ein grosser Teil meines smarten Zuhauses spricht Zigbee. In diesem Beitrag findest du alles, was du über den Standard wissen musst: von den Grundlagen über die Technik dahinter bis zur Frage, womit du am besten startest. Dieser Artikel ist die Zentrale zum Thema, von hier aus verlinke ich dir alle vertiefenden Beiträge.

Was ist Zigbee genau?

Zigbee ist ein Funkstandard, der speziell für das smarte Zuhause entwickelt wurde. Anders als WLAN, das auf hohe Datenraten ausgelegt ist, wurde Zigbee für das Gegenteil optimiert: winzige Datenmengen, minimaler Stromverbrauch und maximale Zuverlässigkeit. Ein Fenstersensor muss schliesslich keine 4K-Videos streamen, er muss nur zuverlässig «offen» oder «geschlossen» melden und das über Jahre mit einer einzigen Knopfzelle.

Der Name kommt übrigens vom Zickzack-Tanz der Honigbienen (englisch «zigzag» und «bee»), mit dem sie sich gegenseitig den Weg zu Futterquellen zeigen. Eine schöne Analogie, denn genau so geben Zigbee-Geräte Nachrichten von Gerät zu Gerät weiter, bis sie am Ziel ankommen.

Hinter dem Standard steht heute die Connectivity Standards Alliance (CSA), früher Zigbee Alliance. Das ist übrigens dieselbe Organisation, die auch Matter entwickelt. Mit dabei sind hunderte Unternehmen, darunter Signify (Philips Hue), IKEA, Samsung, Amazon und viele mehr. Das erklärt auch, warum du Zigbee in so vielen Produkten findest, oft ohne dass es draufsteht: Philips Hue? Zigbee. IKEA Home Smart (bis zur Dirigera-Matter-Umstellung)? Zigbee. Viele günstige Sensoren aus Fernost? Ebenfalls Zigbee.

Die wichtigsten Eigenschaften auf einen Blick:

• Funkt im 2.4-GHz-Band (weltweit einheitlich, auch in der Schweiz, Deutschland und Österreich ohne Unterschiede)
• Extrem stromsparend: Batteriegeräte laufen oft 1 bis 2 Jahre und länger
• Mesh-Netzwerk: Geräte reichen Nachrichten gegenseitig weiter
• Bis zu 65'000 Geräte theoretisch pro Netzwerk (praktisch sind es einige hundert)
• Offener Standard mit riesiger Geräteauswahl von unzähligen Herstellern
• Lokale Kommunikation, keine Cloud nötig (je nach Hub/Gateway)

Wie funktioniert Zigbee?

Das Herzstück von Zigbee ist das Mesh-Netzwerk, auf Deutsch etwa «vermaschtes Netz». Und genau hier liegt der grösste Unterschied zu WLAN: Bei WLAN müssen alle Geräte direkt mit dem Router sprechen. Ist die Verbindung zu schwach, ist Schluss. Bei Zigbee helfen sich die Geräte gegenseitig.

In einem Zigbee-Netzwerk gibt es drei Rollen:

Der Koordinator ist der Chef im Netzwerk. Es gibt genau einen davon, meist ist das dein Hub, dein Gateway oder dein USB-Stick am Home Assistant. Der Koordinator eröffnet das Netzwerk, verwaltet die Sicherheitsschlüssel und entscheidet, welche Geräte beitreten dürfen.

Router sind alle Zigbee-Geräte mit fester Stromversorgung: Lampen, Steckdosen, fest verdrahtete Schalter. Sie empfangen nicht nur Befehle, sondern leiten auch Nachrichten anderer Geräte weiter. Jede Zigbee-Lampe, die du kaufst, macht dein Netzwerk also automatisch grösser und stabiler. Das ist der Grund, warum erfahrene Smart-Home-Fans sagen: Zigbee-Netzwerke werden mit jedem Gerät besser, nicht schlechter.

Endgeräte sind die Batteriegeräte: Sensoren, Fernbedienungen, Taster. Sie schlafen die meiste Zeit, um Strom zu sparen, und wachen nur auf, wenn sie etwas zu melden haben. Deshalb leiten sie auch keine Nachrichten weiter, das würde zu viel Energie kosten.

Fällt ein Router aus, sucht sich die Nachricht automatisch einen anderen Weg durchs Netz. Diese Selbstheilung («self-healing») macht Zigbee so robust. Ein wichtiger Hinweis aus eigener Erfahrung: Fällt der Koordinator aus, steht das Netzwerk still. Direktverbindungen zwischen Geräten (dazu später mehr beim Thema Binding) funktionieren dann aber weiterhin.

Was benötige ich für Zigbee alles?

Die gute Nachricht zuerst: Der Einstieg ist günstig und unkompliziert. Du brauchst genau zwei Dinge:

1. Eine Zentrale (Koordinator)

Hier hast du grundsätzlich drei Wege:

• Hersteller-Hub: Philips Hue Bridge, IKEA Dirigera, Aqara Hub und Co. Super einfach, aber meist auf das eigene Ökosystem beschränkt oder mit Einschränkungen bei Fremdgeräten.
• Universal-Gateway: Zum Beispiel das FRITZ!Smart Gateway oder Router mit eingebautem Zigbee wie die FRITZ!Box 5690 Pro und 7690. Diese binden Zigbee-Geräte verschiedener Hersteller ein und reichen sie teilweise sogar als Matter-Geräte weiter.
• DIY mit Home Assistant: Ein Zigbee-USB-Stick (zum Beispiel der Home Assistant Connect ZBT-1, den ich selbst im Einsatz habe, oder ein Sonoff ZBDongle) plus Zigbee2MQTT oder ZHA. Das ist der flexibelste Weg mit der grössten Gerätekompatibilität, ganz ohne Cloud.

2. Zigbee-Geräte

Lampen, Steckdosen, Sensoren, Taster, Thermostate, Rollladensteuerungen und vieles mehr. In der Schweiz bekommst du Zigbee-Produkte problemlos bei Digitec/Galaxus, Brack, Interdiscount, IKEA oder direkt bei den Herstellern. Meine deutschen und österreichischen Lesenden werden bei Amazon, MediaMarkt, Saturn oder tink fündig, das Sortiment ist praktisch identisch, da Zigbee im 2.4-GHz-Band weltweit gleich funkt. Es gibt hier also, anders als bei Z-Wave, keine Regionen-Falle.

Das wars. Kein Abo, keine Cloud-Pflicht (je nach gewählter Zentrale), keine Verkabelung.

Wie ist die Technik dahinter aufgebaut?

Jetzt wird es ein wenig nerdig, aber keine Sorge, ich übersetze dir das Ganze in verständliche Sprache.

Zigbee baut auf dem Funkstandard IEEE 802.15.4 auf. Dieser definiert die zwei untersten Schichten, also die eigentliche Funktechnik: Wie werden Bits durch die Luft geschickt, wie teilen sich Geräte den Funkkanal. Darauf setzt Zigbee mit eigenen Schichten auf:

• PHY & MAC (IEEE 802.15.4): Die Funkschicht. 2.4 GHz, 16 Kanäle (11 bis 26), maximal 250 kbit/s Datenrate. Das klingt nach wenig, reicht für «Lampe an» aber tausendfach.
• Netzwerkschicht (Zigbee): Hier lebt das Mesh. Routing, Selbstheilung, Netzwerkaufbau und die Verschlüsselung mit AES-128.
• Applikationsschicht (Zigbee Cluster Library): Hier ist definiert, was ein Gerät kann. Ein «Cluster» beschreibt eine Fähigkeit: On/Off, Helligkeit, Farbtemperatur, Temperaturmessung. Dank dieser standardisierten Cluster versteht deine IKEA-Lampe die Befehle, egal ob sie von einer Hue Bridge oder von Zigbee2MQTT kommen.

Das Kanal-Thema, das kaum jemand erklärt: Zigbee funkt im gleichen 2.4-GHz-Band wie dein WLAN und Bluetooth. Die Zigbee-Kanäle 11 bis 26 überlappen sich teilweise mit den WLAN-Kanälen 1, 6 und 11. Wenn dein Zigbee-Netz zickt, liegt es erstaunlich oft genau daran. Die Faustregel: Zigbee-Kanal 15, 20, 25 oder 26 wählen, je nachdem, wo dein WLAN funkt. Kanal 26 hat den grössten Abstand zu allen WLAN-Kanälen, wird aber nicht von allen Geräten unterstützt. Dazu findest du hier im Blog bald einen eigenen, vertiefenden Beitrag.

Verschlüsselung: Zigbee 3.0 verschlüsselt die Kommunikation mit AES-128. Beim Anlernen (Pairing) wird ein Netzwerkschlüssel ausgetauscht. Der alte, bekannte Standardschlüssel aus Zigbee-Light-Link-Zeiten ist mit Zigbee 3.0 durch das sicherere Install-Code-Verfahren ergänzt worden.

Die Geschichte von Zigbee: Alle Versionen im Überblick

Zigbee hat über 20 Jahre auf dem Buckel und einige Wandlungen hinter sich. Hier die wichtigsten Meilensteine, zu den einzelnen Etappen folgen nach und nach vertiefende Beiträge, die ich dir hier verlinke:

• 2002: Gründung der Zigbee Alliance.
• 2003/2004: Der Funkstandard IEEE 802.15.4 wird verabschiedet, Zigbee 1.0 (auch «Zigbee 2004») erscheint.
• 2006: Zigbee 2006 bringt das Cluster-Konzept, die Basis der heutigen Interoperabilität.
• 2007: Zigbee PRO erscheint, mit besserem Routing und mehr Sicherheit. Bis heute die technische Basis fast aller Geräte.
• 2012: Zigbee Light Link (ZLL) macht Philips Hue möglich, Lampen ohne komplizierte Einrichtung. Parallel etabliert sich Zigbee Home Automation (ZHA) als Profil für Sensoren und Aktoren.
• 2016: Zigbee 3.0 vereint die zersplitterten Profile in einem einzigen Standard. Endlich sprechen (fast) alle Geräte dieselbe Sprache. Der Wendepunkt für die heutige Geräteauswahl.
• 2021: Die Zigbee Alliance wird zur Connectivity Standards Alliance (CSA) und kündigt Matter an.
• Heute: Zigbee lebt friedlich neben Matter weiter. Viele Bridges (Hue, IKEA, FRITZ!) übersetzen Zigbee-Geräte in die Matter-Welt.

Wo starte ich am besten?

Meine ehrliche Empfehlung nach vielen Jahren Smart Home, abgestuft nach Typ:

Du willst es einfach und schön (Einsteiger): Starte mit einem Hersteller-Ökosystem wie Philips Hue oder IKEA. Bridge kaufen, App installieren, Lampe anlernen, fertig. Später kannst du die Geräte problemlos in ein grösseres System mitnehmen.

Du hast schon eine FRITZ!Box (Aufsteiger): Mit dem FRITZ!Smart Gateway (oder direkt einer FRITZ!Box 5690 Pro/7690 mit eingebautem Zigbee) holst du dir Zigbee ohne zusätzliche Insellösung ins Haus und kannst die Geräte via Matter-Bridge sogar in Apple Home und Co. nutzen.

Du willst die volle Kontrolle (Enthusiast): Home Assistant plus Zigbee-Stick (ZBT-1 oder Sonoff Dongle) plus Zigbee2MQTT. Grösste Gerätekompatibilität, alles lokal, keine Cloud, keine Hersteller-Grenzen. Genau so läuft es bei mir, und ich möchte es nicht mehr anders haben.

Mein Tipp für das erste Projekt: Fang mit etwas an, das sofort einen spürbaren Nutzen bringt. Bei uns waren das Fenstersensoren (Stichwort Heizkosten) und smarte Beleuchtung. Ein Sensor plus eine Automation, und du verstehst sofort, warum Smart Home süchtig macht.

Worauf muss ich achten beim Kauf von Zigbee-Produkten?

Hier die Punkte, über die ich selbst schon gestolpert bin, damit du es nicht musst:

1. Zigbee 3.0 bevorzugen. Ältere ZLL- oder ZHA-only-Geräte funktionieren oft noch, aber Zigbee 3.0 ist der sichere Kauf für die Zukunft.
2. Router oder Endgerät? Denk daran: Nur Geräte mit Netzstrom stärken dein Mesh. Wer nur Batteriesensoren kauft, wundert sich irgendwann über Verbindungsabbrüche. Ein paar Steckdosen oder Lampen als «Netzverstärker» einplanen.
3. Kompatibilität mit deiner Zentrale prüfen. Für Zigbee2MQTT gibts die geniale Datenbank auf zigbee2mqtt.io mit über 4'000 unterstützten Geräten. Für Hersteller-Hubs die jeweiligen Kompatibilitätslisten checken.
4. Vorsicht bei Tuya-Geräten. Viele günstige Geräte (Zemismart, Moes, Lidl und Co.) basieren auf Tuya-Technik. Sie sind oft top im Preis-Leistungs-Verhältnis, halten sich aber nicht immer sauber an den Standard. In Zigbee2MQTT laufen die meisten problemlos, an Hersteller-Hubs kann es haken.
5. Schlechte Router meiden. Einige Geräte (bekanntestes Beispiel: gewisse ältere Smart Plugs) sind miserable Router und bremsen das ganze Netz. Ein Blick in die Community-Erfahrungen lohnt sich.
6. Keine Regionen-Sorgen. Anders als bei Z-Wave (unterschiedliche Frequenzen je Region) funkt Zigbee weltweit gleich. Du kannst also bedenkenlos auch mal im Ausland bestellen.
7. OTA-Update-Fähigkeit. Gute Hersteller liefern Firmware-Updates über die Luft. Bei No-Name-Geräten gibts die selten.

Fazit zu Zigbee

Zigbee ist für mich nach wie vor das Rückgrat des smarten Zuhauses: riesige Geräteauswahl, günstiger Einstieg, lokal, stromsparend und dank der Matter-Bridges auch bestens für die Zukunft aufgestellt. Egal ob du mit einer Hue-Lampe startest oder gleich mit Home Assistant durchstartest, mit Zigbee machst du wenig falsch.

Hast du Fragen zu Zigbee oder wünschst dir einen der vertiefenden Beiträge zuerst? Schreib es mir in die Kommentare!

Fragen zu Zigbee (FAQ)