Alcance de Zigbee y Z-Wave: ¿hasta dónde llega una red mallada?

En resumen: En interiores, prevea entre 10 y 20 metros entre dispositivos Zigbee o Thread y entre 20 y 30 metros entre dispositivos Z-Wave. Rara vez necesitará más, ya que los dispositivos alimentados por red eléctrica retransmiten los mensajes. Un concentrador central y unos pocos enchufes o módulos bien ubicados cubrirán la mayoría de las instalaciones.

A quién va dirigida esta guía

Desea conocer el alcance de Zigbee, Z-Wave y Thread antes de realizar su compra.
Está planificando una red para una vivienda, jardín o edificio anexo.
Tiene dispositivos que se desconectan o responden con lentitud y desea solucionar la causa.

¿Qué alcance tienen Zigbee, Z-Wave y Thread?

El alcance es la distancia a la que un dispositivo puede comunicarse con el siguiente. Las cifras indicadas en la caja se miden en campo abierto sin obstáculos. En interiores, las paredes y los suelos reducen estas distancias, por lo que se recomienda planificar utilizando las cifras para interiores detalladas a continuación.

Tecnología	Banda de radiofrecuencia	Alcance típico en interiores	Campo abierto
Zigbee	2.4 GHz	10 a 20 metros por salto	Hasta unos 100 metros
Thread	2.4 GHz	10 a 20 metros por salto	Similar a Zigbee
Z-Wave	868 MHz (Reino Unido y Europa)	20 a 30 metros por salto	Aproximadamente 100 metros por salto
Z-Wave Long Range	Cercana a 868 MHz	Mayor que Z-Wave estándar. Consulte las especificaciones del fabricante	Varios cientos de metros, según los fabricantes

Las cifras de interiores son valores de referencia habituales para la planificación, no garantías. Los datos en campo abierto proceden de los organismos de normalización y fabricantes de circuitos integrados: la Connectivity Standards Alliance especifica de 10 a 100 metros para Zigbee, y Silicon Labs indica 400 metros a través de cuatro saltos para Z-Wave. Su instalación se situará por debajo de estos valores.

¿Cuál es el alcance de Zigbee?

Un dispositivo Zigbee alcanza de forma fiable entre 10 y 20 metros en interiores, lo que equivale a una o dos estancias en una edificación estándar. En campo abierto, la distancia máxima alcanza hasta unos 100 metros, según la potencia de transmisión del dispositivo. El alcance de un concentrador es idéntico al de cualquier otro dispositivo conectado a la red eléctrica, por lo que un «alcance de concentrador Zigbee» de 10 a 20 metros en interiores constituye un valor de referencia operativo adecuado.

La cobertura total es muy superior a la de un solo salto, dado que cada dispositivo alimentado por la red eléctrica retransmite los mensajes. Zigbee 4.0 incorpora asimismo un modo opcional de largo alcance en una frecuencia inferior. Consulte la ficha técnica del producto para comprobar si el dispositivo lo admite. Consulte Zigbee explicado.

¿Cuál es el alcance de Z-Wave?

Z-Wave alcanza entre 20 y 30 metros en interiores entre dispositivos. Los equipos más antiguos ofrecen un rendimiento inferior, mientras que los dispositivos actuales de las series 700 y 800 ofrecen un alcance notablemente superior. Z-Wave opera en una frecuencia más baja que Zigbee, y las frecuencias más bajas atraviesan con mayor facilidad muros de ladrillo y forjados. Consulte Z-Wave explicado.

¿Cuál es el alcance de Thread?

Thread utiliza el mismo tipo de radiofrecuencia de 2.4 GHz que Zigbee, por lo que debe planificarse considerando los mismos 10 a 20 metros en interiores. También genera una red mallada y requiere un router de borde para conectarse a su red local.

¿Qué factores reducen el alcance? Paredes, láminas aislantes, metal y agua

Cada pared y forjado situado entre dos dispositivos atenúa parte de la señal. La magnitud de esta pérdida depende de los materiales constructivos. Esto afecta al alcance de Zigbee a través de paredes, y a Z-Wave y Thread del mismo modo, si bien Z-Wave tolera mejor las paredes macizas.

La misma señal a través de tres tipos de pared. Los tabiques ligeros apenas suponen atenuación. Las paredes densas o con revestimiento metálico pueden detener la señal por completo.

Aislamiento con lámina de aluminio y cartón yeso. La lámina metálica actúa como pantalla. Es habitual en buhardillas reformadas, ampliaciones y viviendas de nueva construcción, y suele ser el motivo de que una caseta exterior o buhardilla no disponga de señal.
Metal. Vigas de acero, radiadores, frigoríficos, espejos, cajas de empotrar metálicas y cuadros de distribución bloquean o reflejan las señales. Nunca sitúe un hub en el interior de un armario metálico.
Agua. Acuarios, acumuladores de agua caliente y suelos radiantes por agua absorben, en particular, las señales de 2.4 GHz.
Piedra gruesa y hormigón. Las paredes de piedra antiguas y los forjados de hormigón pueden reducir a la mitad el número de estancias cubiertas por un salto.
Ángulo. Una señal que incide sobre una pared con un ángulo oblicuo atraviesa una cantidad de material notablemente mayor que otra que incide de forma perpendicular.

¿Es Zigbee una red en malla? Cómo funciona la malla

Sí. Zigbee, Z-Wave y Thread son redes en malla. Los dispositivos conectados a la red eléctrica reenvían los mensajes para sus vecinos, permitiendo que un sensor situado en el extremo opuesto del edificio llegue al hub mediante unos pocos saltos cortos en lugar de uno largo. Si una ruta falla, la red localiza otra alternativa.

Los dispositivos a batería constituyen la excepción. Pasan a modo de reposo para ahorrar energía, por lo que emiten y reciben datos, pero nunca reenvían mensajes.

Z-Wave

Los dispositivos conectados a la red eléctrica repiten los mensajes
Cuatro saltos por ruta según las especificaciones publicadas por Silicon Labs
Hasta 232 dispositivos, incluido el controlador
El controlador calcula las rutas

Zigbee

Los dispositivos conectados a la red eléctrica actúan como enrutadores
Admite un número de saltos notablemente superior al de Z-Wave
Límite de dispositivos determinado por su hub
Los enrutadores gestionan las rutas entre sí

Thread

La red selecciona qué dispositivos alimentados por la red eléctrica actúan como enrutadores (hasta 32)
Requiere un router de borde
Se autorrepara de forma autónoma sin necesidad de gestión por hub

¿Cuántos saltos puede realizar un mensaje?

Silicon Labs, fabricante de los chips Z-Wave, especifica un alcance de 400 metros a lo largo de cuatro saltos. Cuatro saltos implican que tres dispositivos alimentados por la red eléctrica reenvían el mensaje entre el hub y su destino. Con una cobertura en interiores de 20 a 30 metros por salto, esto resulta más que suficiente para prácticamente cualquier vivienda.

Una ruta Z-Wave larga: cuatro saltos a través de tres dispositivos alimentados por red eléctrica. En la mayoría de los entornos, uno o dos saltos es lo habitual.

Zigbee y Thread permiten más saltos, por lo que no existe un límite práctico que deba preocuparle en una instalación doméstica. En cualquier sistema, cada salto adicional añade un pequeño retardo y un punto potencial de fallo más. Procure diseñar una red densa y no excesivamente lineal: varias rutas de uno o dos saltos superan a una única cadena larga.

¿Qué dispositivos amplían el alcance?

No se requiere un repetidor dedicado. Prácticamente cualquier dispositivo alimentado por red eléctrica repite mensajes además de realizar su función principal: enchufes, módulos de interruptor y atenuador empotrados, interruptores de pared, controladores de persianas y la mayoría de las bombillas alimentadas por red eléctrica. Algunos dispositivos de red eléctrica no actúan como repetidores; consulte el manual si depende de uno de ellos.

Tres reglas:

Cada tecnología cuenta con su propia red en malla. Un enchufe Zigbee no tiene efecto alguno sobre Z-Wave, y viceversa. Construya cada red que utilice.
Los repetidores deben permanecer alimentados. Una bombilla inteligente conectada a un interruptor de pared que se apaga, o un enchufe que se desconecta, elimina sus rutas de comunicación. Los módulos empotrables y los enchufes situados tras el mobiliario constituyen las opciones más fiables.
Un extensor de alcance sirve para cubrir zonas sin cobertura. Utilice uno donde disponga de un punto débil y no requiera controlar ningún otro dispositivo, como un descansillo, un garaje o un pasillo.

¿Dónde debe ubicarse el concentrador?

La ubicación del concentrador marca una diferencia mayor que cualquier otra decisión individual. Cada mensaje se inicia o concluye en el concentrador; por tanto, sitúelo donde pueda alcanzar el mayor número de dispositivos con el menor número de saltos.

La misma casa en dos configuraciones. En una esquina junto al router Wi-Fi, el hub solo alcanza una habitación. En el centro, con dos dispositivos conectados a la red eléctrica, cada sensor dispone de una ruta corta.

Ubicación central. Lo más cerca posible del centro de la vivienda, en la planta baja o primera planta, evitando buhardillas o sótanos.
En un espacio abierto. Sobre una estantería o mesa, despegado del suelo. No lo coloque en armarios metálicos, muebles multimedia con abundancia de equipos ni detrás del televisor.
Alejado del router Wi-Fi. A un metro o más de distancia. El uso de un cable de red facilita esta separación.
Adaptadores USB con cable de extensión. Si utiliza un adaptador USB con Home Assistant, un cable de extensión USB corto permite separarlo del ordenador. Los puertos y unidades USB 3 generan interferencias en la banda de 2.4 GHz.

Reubicar un hub más adelante es posible, pero las rutas deben reconfigurarse. Conviene instalarlo correctamente desde el primer día. Consulte Elección de un controlador para el hogar inteligente.

Interferencias de Wi-Fi y canales Zigbee

Zigbee y Thread comparten la banda de 2.4 GHz con Wi-Fi y Bluetooth. Por lo general coexisten sin problemas, pero un canal Wi-Fi saturado superpuesto a su canal Zigbee provoca respuestas lentas y desconexiones de dispositivos.

Configure la banda de 2.4 GHz de su router Wi-Fi en un canal fijo (1, 6 u 11) en lugar de en modo «automático».
Seleccione un canal Zigbee situado en un intervalo libre. Los canales 15, 20 y 25 suelen ser las opciones estándar. Encontrará un diagrama al respecto en Guía de Zigbee.
Establezca el canal Zigbee antes de vincular numerosos dispositivos. Tras un cambio, los dispositivos pueden tardar aproximadamente una hora en reconfigurarse y algunos podrían requerir un nuevo emparejamiento.
Los hornos microondas, determinados vigilabebés y los transmisores de vídeo también utilizan esta banda. Mantenga routers y hubs alejados de estos equipos.

Z-Wave no se ve afectado. Utiliza 868 MHz en el Reino Unido y Europa, un rango ampliamente separado de la señal Wi-Fi. Por este motivo, Z-Wave resulta adecuado para entornos con redes Wi-Fi de alta densidad de tráfico.

Z-Wave Long Range

Z-Wave Long Range no utiliza la red en malla. Un dispositivo Long Range se comunica directamente con el hub, sin saltos intermedios, a una distancia mucho mayor que un dispositivo Z-Wave convencional. Los fabricantes indican varios cientos de metros en campo abierto. Para Norteamérica se citan cifras de una milla o más, donde las normativas sobre potencia de transmisión difieren.

En el Reino Unido y Europa se requiere un dispositivo Long Range de la serie 800 y un controlador compatible con Long Range en esta región. Consulte las páginas de ambos productos.
Los dispositivos Long Range no actúan como repetidores ni se benefician del uso de estos. La ubicación del hub resulta aún más determinante.
Los dispositivos Long Range y Z-Wave convencionales funcionan conjuntamente en un mismo controlador.

Resulta idóneo para portones, garajes, dependencias exteriores y fincas extensas donde una red en malla requeriría una cadena de repetidores. Más información en Z-Wave explained.

Planificación de la cobertura para una vivienda, jardín y dependencias exteriores

Comience por el hubSitúe el hub en una posición central. Añada primero los dispositivos alimentados por red eléctrica en las habitaciones adyacentes y, a continuación, avance hacia el exterior.
Un dispositivo alimentado por red cada una o dos estanciasProporcione dos rutas alternativas a las esquinas más alejadas. Instale uno cerca de las escaleras o encima del hub para interconectar las plantas.
Añada los dispositivos a batería al finalEmparéjelos en su ubicación de uso definitiva para que se conecten a través del repetidor más cercano.

Jardines, garajes y dependencias exteriores

En exteriores hay menos muros, pero la señal debe salir de la vivienda y penetrar en la otra edificación.

Aproveche la última toma de corriente de la vivienda. Un enchufe o módulo en la pared orientada hacia el jardín proporciona el punto de partida óptimo para la señal. Una ventana favorece la transmisión más que un muro de ladrillo, salvo que el acristalamiento cuente con revestimiento metálico.
Añada un repetidor en el extremo receptor. Un dispositivo alimentado por red ubicado justo en el interior del garaje o cobertizo capta la señal y da servicio a los sensores de la zona. Los dispositivos exteriores requieren un grado de protección adecuado frente a la intemperie.
Considere Z-Wave Long Range. En el caso de un portón o una edificación situada a más de un salto de distancia, un dispositivo Long Range evita la necesidad de una cadena de repetidores, siempre que su controlador admita Long Range en esta región.
Casetas de jardín con aislamiento térmico reflectante. Las casetas de jardín aisladas modernas pueden bloquear las señales por completo. Si la estructura dispone de cableado de red o una cobertura Wi-Fi adecuada, instalar un segundo hub o dispositivos Wi-Fi en dicha zona puede ser la alternativa más directa.

Cómo detectar y corregir zonas con baja cobertura

La mayoría de los controladores muestran un indicador de señal para cada dispositivo (habitualmente denominado RSSI o LQI), la ruta utilizada o la hora de la última notificación. Algunos generan un mapa topológico de la red en malla. Localice los dispositivos que presenten señal débil, una ruta excesivamente larga o un número elevado de transmisiones fallidas.

Para realizar una comprobación sencilla no se precisan herramientas. Traslade un enchufe inteligente a la zona problemática, conéctelo a la red eléctrica y vincúlelo a la red. Si el fallo se resuelve, habrá localizado un punto ciego y el enchufe podrá mantenerse en dicha ubicación.

Síntoma	Causa probable	Medida correctiva
Un sensor pierde la conexión periódicamente cada pocos días	Se encuentra en el límite del alcance de cobertura	Añada un dispositivo alimentado por red entre el sensor y el hub. Vuelva a emparejar el sensor en su emplazamiento final.
Varios dispositivos de una misma zona dejan de responder simultáneamente	Se ha desenchufado, apagado o averiado un repetidor en dicha ubicación	Restablezca el suministro eléctrico en el equipo. Si la avería es definitiva, regenere las rutas (Z-Wave) o vuelva a emparejar los sensores (Zigbee).
Ralentización general en periodos de alto tráfico	Interferencias de Wi-Fi en la banda de 2.4 GHz o saturación de la red provocada por un dispositivo	Ajuste el canal Wi-Fi y aleje el hub del router. Identifique si algún dispositivo transmite con una frecuencia excesiva.
Un dispositivo nuevo no se conecta en su emplazamiento previsto	No existe ningún repetidor dentro del radio de alcance de dicho punto	Añada primero un dispositivo alimentado por red en las proximidades y proceda después a vincular el nuevo dispositivo.
Las incidencias comenzaron tras reubicar el hub o un repetidor	Los dispositivos continúan intentando comunicarse mediante las rutas anteriores	Regenere las rutas (Z-Wave) y permita un margen de un día para la estabilización del sistema.
La batería se agota con rapidez	Señal deficiente, lo que obliga a retransmitir cada mensaje en múltiples ocasiones	Optimice la ruta incorporando un dispositivo alimentado por red más próximo.

Regeneración y reparación de rutas

Z-Wave. Los controladores disponen de una herramienta que solicita a los dispositivos que vuelvan a buscar a sus vecinos. Se denomina Repair, Heal, Rebuild routes o Mesh reconfiguration, según la plataforma. Ejecútela tras añadir, mover o retirar dispositivos conectados a la red eléctrica. Siempre que sea posible, reconfigure únicamente los dispositivos afectados. Una reconstrucción completa es lenta y ralentiza la red durante su ejecución. Los dispositivos a pilas solo se actualizan en su siguiente activación.
Zigbee. Los routers se reajustan por sí mismos en unas pocas horas. Un dispositivo a pilas que se haya quedado bloqueado en una ruta deficiente puede volver a emparejarse en su ubicación, sin necesidad de eliminarlo previamente, y se conectará a través del router más cercano.
Thread. La red se repara automáticamente. Si un dispositivo pierde la conexión, verifique que haya un dispositivo Thread alimentado por la red eléctrica o un border router dentro de su alcance.

Tras cualquier modificación, espere un día antes de evaluar el rendimiento de la red. Las rutas se estabilizan de forma gradual, y un dispositivo que responda con lentitud al principio suele corregirse por sí solo.

¿Los dispositivos se encienden y apagan solos?

Su vivienda no está encantada. Compruebe primero las causas habituales: una automatización o programación olvidada, una rutina de asistente de voz o una vinculación directa (una asociación Z-Wave o binding Zigbee) desde un sensor o mando a distancia.

Si se descartan estas opciones, es posible que un dispositivo defectuoso esté saturando la red con mensajes falsos. La causa habitual suele ser un dispositivo con la pila casi agotada. Sustituya primero las pilas bajas. Si el problema persiste, retire las pilas de los dispositivos a batería de uno en uno y, a continuación, desenchufe los dispositivos conectables uno por uno, comprobando el estado tras cada paso. Cuando la incidencia cese, habrá localizado el dispositivo causante. Elimínelo de la red, restablézcalo y vuelva a incluirlo. El cableado fijo solo debe ser aislado o desconectado por personal competente.