Z-Wave vs Z-Wave Plus: guida completa ai protocolli smart home

In breve: Z-Wave è un protocollo wireless progettato specificamente per le smart home. Utilizza una bassa frequenza radio che attraversa efficacemente le pareti e non entra mai in conflitto con il Wi-Fi. Qualsiasi dispositivo certificato può essere associato a qualsiasi controller certificato progettato per la stessa regione, garantendo il corretto funzionamento di tutte le funzioni standard.

A chi è rivolta questa guida

A chi sta valutando se Z-Wave sia la soluzione ideale per la propria abitazione.
A chi desidera comprendere il significato delle diciture "Z-Wave Plus", "800 Series" e "Long Range" riportate nelle schede prodotto.
A chi sta progettando una rete e desidera garantirne l'affidabilità fin dal primo giorno.

Questa guida fa riferimento alla versione a 868 MHz di Z-Wave impiegata nel Regno Unito e in Europa. I dispositivi fabbricati per altre regioni, come il Nord America, operano su frequenze diverse.

Che cos'è Z-Wave?

Z-Wave viene impiegato nelle abitazioni da oltre 20 anni. I dispositivi trasmettono messaggi brevi a basso consumo a un controller centrale, e ogni messaggio viene confermato. Quando si spegne una luce, il controller ha la certezza dell'avvenuta esecuzione.

Tre caratteristiche distintive:

Nessuna interferenza con il Wi-Fi. Z-Wave opera su una frequenza inferiore a 1 GHz, nettamente separata da Wi-Fi, Bluetooth e dalla banda a 2.4 GHz impiegata dai dispositivi Zigbee.
Elevata penetrazione delle pareti. Le frequenze più basse attraversano mattoni e solette in modo significativamente più efficace rispetto ai segnali a 2.4 GHz.
Certificazione integrale. Nessun dispositivo può recare il logo Z-Wave senza aver superato i test di certificazione, garantendo la totale interoperabilità tra marchi diversi all'interno della stessa rete.

L'utilizzo di Z-Wave non comporta costi di licenza o abbonamenti.

La regola fondamentale: verificare la conformità della regione

Z-Wave adotta frequenze distinte in base all'area geografica.

Regione	Frequenza
Regno Unito ed Europa	868.42 MHz
USA e Canada	908.42 MHz
Australia e Nuova Zelanda	921.42 MHz

Un dispositivo e un controller destinati a regioni diverse non possono comunicare tra loro, e la regione di un dispositivo non può essere modificata. È necessario acquistare dispositivi specifici per il proprio paese di utilizzo. Le nostre schede prodotto indicano la Z-Wave Region per ciascun prodotto Z-Wave.

Come funziona Z-Wave?

Una rete Z-Wave è gestita da un unico controller (hub o chiavetta USB). Può supportare fino a 232 dispositivi, incluso il controller stesso.

I dispositivi alimentati da rete elettrica, come prese, moduli da incasso e interruttori a parete, sono costantemente in ricezione. Fungono da ripetitori di segnale per gli altri dispositivi.
I dispositivi a batteria, come sensori e telecomandi, entrano in modalità di sospensione per ridurre il consumo energetico. Si riattivano per trasmettere i dati e non ripetono i messaggi.

Se un dispositivo si trova al di fuori della portata diretta del controller, i messaggi transitano attraverso i dispositivi alimentati da rete lungo il percorso. Silicon Labs, produttore dei chip Z-Wave, dichiara una portata di 400 metri su quattro nodi (hop). In caso di interruzione di una tratta, la rete seleziona automaticamente un percorso alternativo.

I dispositivi alimentati da rete ripetono i messaggi, consentendo la comunicazione anche ai sensori fuori dalla portata diretta dell'hub.

Z-Wave vs Z-Wave Plus: quali sono le differenze?

Lo standard Z-Wave si è evoluto per fasi successive, ognuna contraddistinta da una propria denominazione. Ogni versione garantisce la retrocompatibilità, consentendo ai dispositivi più recenti di connettersi ai controller precedenti e viceversa. I vantaggi delle versioni più recenti sono pienamente disponibili quando supportati da entrambi gli endpoint.

Che cos'è Z-Wave Plus?

Z-Wave Plus è la certificazione per i dispositivi basati su chip serie 500. Rispetto allo Z-Wave originale, ha introdotto una portata maggiore, un incremento di circa il 50% dell'autonomia della batteria, un'autoriparazione della rete mesh più affidabile e una procedura standardizzata per l'aggiornamento over-the-air del firmware dei dispositivi. Ha rappresentato a lungo lo standard di riferimento del settore, e numerosi dispositivi Z-Wave Plus sono tuttora regolarmente commercializzati e pienamente operativi.

Che cos'è Z-Wave Plus V2?

Z-Wave Plus V2 è la certificazione attuale, destinata ai dispositivi basati sui chip delle serie 700 e 800. Offre ulteriori miglioramenti in termini di portata e autonomia operativa, rendendo obbligatorie su ogni dispositivo due funzionalità precedentemente opzionali: il protocollo di sicurezza S2 e la procedura di configurazione SmartStart.

Panoramica delle denominazioni

Etichetta	Significato
Z-Wave Plus	Basato sul chip serie 500. Portata e durata della batteria superiori rispetto allo standard Z-Wave originale, con aggiornamenti firmware over-the-air.
Z-Wave Plus V2	Basato sul chip serie 700 o 800. Portata maggiore, consumi ridotti, e sicurezza S2 e SmartStart di serie.
Z-Wave 800 Series	L'attuale generazione di chip. Non costituisce una nuova versione di Z-Wave, ma offre la migliore portata e autonomia della batteria finora disponibili.
Z-Wave Long Range	Modalità supplementare presente su alcuni dispositivi di generazione attuale. Nel Regno Unito e in Europa si tratta di dispositivi della serie 800. Vedere di seguito.

Un singolo prodotto può presentare contemporaneamente tre di queste diciture. Un dispositivo indicato come "Z-Wave Plus V2, Z-Wave 800 Series, Z-Wave Long Range" è semplicemente un dispositivo di generazione attuale che supporta anche Long Range.

Sicurezza S2 e SmartStart

S2 rappresenta l'attuale standard di sicurezza di Z-Wave. Ogni dispositivo dispone di una propria chiave, stampata sotto forma di codice QR e di codice numerico sul dispositivo stesso o sulla confezione. Viene scansionata o inserita manualmente durante l'aggiunta del dispositivo, impedendo l'intercettazione della configurazione da parte di terzi nelle vicinanze.

SmartStart utilizza il medesimo codice QR per ridurre i tempi di configurazione. È sufficiente scansionare il codice nell'app del controller e alimentare il dispositivo, che si connetterà in modo autonomo. Gli installatori possono registrare l'intero impianto in anticipo, consentendo ai dispositivi di connettersi progressivamente durante il montaggio.

Conservare il codice QR o la chiave in un luogo sicuro: saranno necessari qualora il dispositivo debba essere associato a un nuovo controller.

Z-Wave Long Range

Long Range funziona in modo differente rispetto alla rete mesh. Un dispositivo Long Range comunica direttamente con il controller, senza hop intermedi, coprendo distanze notevolmente superiori. I produttori dichiarano portate di diverse centinaia di metri in spazio aperto. Una rete Long Range può gestire fino a 4.000 dispositivi.

Nella rete mesh, il sensore per porte raggiunge l'hub tramite una presa alimentata da rete. Con Long Range, i sensori di cancello e garage comunicano direttamente con l'hub.

Ha fatto il suo debutto inizialmente in Nord America. La versione europea è arrivata successivamente e utilizza canali dedicati in prossimità della consueta banda a 868 MHz. Sono disponibili dispositivi Long Range certificati per il Regno Unito e per l'Europa.

Tre aspetti fondamentali da sapere:

Nel Regno Unito e in Europa è necessario disporre di un dispositivo Long Range serie 800 e di un controller che supporti la modalità Long Range per questa area geografica. Consultare le pagine di entrambi i prodotti.
Un dispositivo Long Range può essere integrato anche come normale dispositivo mesh. La modalità viene selezionata in fase di inclusione.
I dispositivi Long Range e i dispositivi standard Z-Wave operano in parallelo sul medesimo controller.

Questa tecnologia è ideale per dependance, giardini, cancelli ed estese superfici commerciali o residenziali in cui una rete mesh richiederebbe numerosi ripetitori.

Quali dispositivi utilizzano Z-Wave?

Esistono migliaia di prodotti certificati Z-Wave. Le principali categorie comprendono:

Z-Wave si distingue in modo particolare nei moduli da incasso, nei sistemi di controllo della termoregolazione e in tutte le applicazioni soggette all'attenuazione di pareti piene.

È necessario un hub per Z-Wave?

Sì. Un controller Z-Wave (chiamato anche hub o gateway) gestisce la rete, memorizza le automazioni e connette il tutto allo smartphone. Un sistema completo richiede tre elementi:

Un controller dotato di modulo radio Z-Wave per la propria regioneHubitat, Homey Pro e Fibaro Home Center ne integrano uno. Home Assistant utilizza una chiavetta USB Z-Wave. Non tutti gli hub dispongono di connettività Z-Wave, pertanto si raccomanda di verificare prima dell'acquisto. Consultare Scelta di un controller per smart home.
Alcuni dispositivi alimentati da rete elettricaDistribuire prese o moduli da incasso nell'edificio per costituire la rete mesh.
Sensori e telecomandiAggiungere questi dispositivi per ultimi, nei punti esatti in cui verranno impiegati.

Aggiunta e rimozione di dispositivi

L'aggiunta di un dispositivo a una rete Z-Wave è definita inclusione. La sua rimozione è detta esclusione.

Avviare l'inclusione dall'applicazione del controller, quindi premere il pulsante sul dispositivo (spesso una o tre volte; fare riferimento al manuale per la procedura specifica). Con SmartStart è invece sufficiente scansionare il codice QR.
Un dispositivo può appartenere a una sola rete alla volta. Qualora non si connetta, potrebbe essere ancora associato a un'altra rete. Eseguire prima la procedura di esclusione sul dispositivo. Qualsiasi controller può escludere qualunque dispositivo.
Ove possibile, aggiungere i dispositivi alimentati da rete elettrica direttamente nella loro posizione definitiva, consentendo al controller di mappare i percorsi corretti.
Dopo aver aggiunto o spostato diversi dispositivi, eseguire la funzione di riparazione o ricostruzione della rete sul controller, se disponibile.

Una guida dettagliata e completa è disponibile in Aggiunta e rimozione di dispositivi.

Associazioni, gruppi e scene

Questi tre termini ricorrono frequentemente nei manuali e nelle applicazioni di controllo.

Associazione. Un collegamento diretto tra due dispositivi. Un sensore di movimento associato a un interruttore può attivarlo senza transitare attraverso il controller. Questa modalità garantisce rapidità e continuità operativa anche in caso di controller offline, ma supporta unicamente comandi elementari di accensione, spegnimento e regolazione dell'intensità (dimming).
Gruppo di associazione. Gli slot messi a disposizione da un dispositivo per tali collegamenti. Un controller a parete a due pulsanti dispone tipicamente di un gruppo per pulsante. Il Gruppo 1 funge solitamente da "lifeline" verso il controller e non deve essere modificato.
Scena. Si configura nel controller. Un singolo evento di attivazione (trigger) invia comandi distinti a molteplici dispositivi: impostazione delle luci al 30%, chiusura delle tapparelle, aumento del riscaldamento di un grado.

Un'associazione collega due dispositivi in modo diretto. Una scena passa attraverso l'hub, che può inviare comandi differenti a più dispositivi.

Per la maggior parte degli ambienti, è consigliabile configurare le automazioni nel controller. Risultano più semplici da modificare e possono integrare condizioni quali l'ora del giorno. Utilizzare le associazioni quando la rapidità o l'indipendenza dal controller sono prioritarie, ad esempio per un controller a parete che aziona un dimmer nella stessa stanza.

Portata e affidabilità

All'interno, la portata affidabile stimata è compresa tra 20 e 30 metri tra i dispositivi; tale valore si riduce in presenza di pareti spesse in pietra, cemento o isolamenti con lamina metallica. I dispositivi delle serie 700 e 800 offrono prestazioni notevolmente superiori rispetto alle generazioni precedenti.

Posizionare il controller in posizione centrale e sollevato dal pavimento, evitando armadi metallici.
Assicurarsi che ogni dispositivo a batteria abbia un dispositivo alimentato da rete elettrica a portata ravvicinata.
Se la ricezione in un punto distante risulta debole, inserire a metà percorso una presa smart o un ripetitore di segnale.
In caso di chiavetta USB, utilizzare una prolunga USB corta per allontanarla dal computer.

Ulteriori dettagli in Creazione di una rete affidabile.

Z-Wave, Zigbee o Matter?

Z-Wave si distingue per moduli da incasso, riscaldamento e applicazioni che richiedono il passaggio attraverso pareti piene. I dispositivi sono specifici per regione.
Zigbee offre la più ampia scelta di sensori, prese e sistemi di illuminazione a costi contenuti, operando su una frequenza unica globale.
Matter garantisce l'interoperabilità dei dispositivi tra gli ecosistemi Apple, Google, Amazon e SmartThings. Alcuni controller consentono di condividere i rispettivi dispositivi Z-Wave con i sistemi Matter.

Non è necessario limitarsi a un solo protocollo. La maggior parte dei controller gestisce Z-Wave contemporaneamente agli altri standard. Consultare Z-Wave vs Zigbee vs Matter e la Guida a Zigbee.

Domande frequenti

I nuovi dispositivi sono compatibili con un controller meno recente?
Sì. Z-Wave garantisce la retrocompatibilità. Un dispositivo Plus V2 funziona su un controller Z-Wave Plus, ma senza le funzionalità avanzate che richiedono il supporto su entrambi gli endpoint.

È necessario sostituire i vecchi dispositivi?
No. Se la rete funziona correttamente, non è necessario modificarla. Acquistate dispositivi di generazione attuale quando aggiungete o sostituite componenti.

Gli assistenti vocali possono controllare i dispositivi Z-Wave?
Sì, tramite il controller. Collegate il controller ad Alexa o Google Assistant e i relativi dispositivi saranno visibili su tali piattaforme. Il supporto per Siri e Apple Home varia in base al controller; verificare la compatibilità della propria piattaforma.

Z-Wave richiede una connessione Internet?
No. La rete radio opera interamente in locale. La continuità operativa delle automazioni offline dipende dal controller utilizzato.