Zigbee es un estándar de comunicación para redes inalámbricas de sensores (WSN, Wireless Sensor Networks) que se desarrolla a partir de finales de los noventa. La primera normalización se aprueba a finales de 2004 y especifica un conjunto de protocolos de comunicación inalámbrica de bajo consumo, con base en el estándar IEEE 802.15.4 [15] de redes inalámbricas de área personal (WPAN). Su objetivo son las aplicaciones que requieren comunicaciones malladas seguras, de bajo coste, fácil integración, con baja tasa de envío de datos y muy bajo consumo energético. Una de las aplicaciones donde esta tecnología se ha introducido con fuerza es en la domótica. [16]
El estándar es mantenido por la Zigbee Alliance, ahora transformada en la Connectivity Standards Alliance [17] que también gestiona el futuro estándar Matter.
Zigbee se basa en el nivel físico y el control de acceso al medio (MAC) definidos en el estándar IEEE 802.15.4, añadiendo las capas de red y de aplicación y especificando además distintos perfiles de aplicación como el de domótica (Zigbee Home Automation) publicado en noviembre de 2007.
Zigbee utiliza bandas de radio ISM: 868 MHz en Europa, 915 MHz en Estados Unidos y 2,4 GHz, más común, para todo el mundo.
IEEE 802.15.4 especifica dos tipos de dispositivo basándose en su funcionalidad:
- Dispositivo de funcionalidad completa (FFD): puede funcionar como Coordinador o Enrutador Zigbee, o ser usado en dispositivos de red que actúen de interfaz con los usuarios o de pasarela con otras redes.
- Dispositivo de funcionalidad reducida (RFD): tiene capacidad y funcionalidad limitadas (especificada en el estándar) con el objetivo de conseguir un bajo coste, muy bajo consumo y una gran simplicidad. Reduce su consumo gracias a que puede permanecer dormido la mayor parte del tiempo, despertando en un tiempo ínfimo cuando se requiere, para volverse a dormir cuando deje de serlo. Básicamente, son los sensores/actuadores de la red.
Se definen tres tipos distintos de dispositivo Zigbee según su papel en la red:
- Coordinador Zigbee (Zigbee Coordinator, ZC). Se encarga de iniciar la formación de la red. Debe ser un dispositivo FFD y puede actuar como Router.
- Router Zigbee (Zigbee Router, ZR). Puede actuar como encaminador entre dispositivos, necesitando también funcionalidad completa (FFD). Zigbee funciona con encaminamiento dinámico multi-hop distribuido, permitiendo el establecimiento de rutas alternativas en caso de fallo de algún nodo.
- Dispositivo final (Zigbee End Device, ZED). Requiere la funcionalidad necesaria para comunicarse con su nodo padre (el coordinador o un enrutador), pero no puede encaminar información. Será por tanto un dispositivo con funcionalidad reducida (RFD) que puede estar dormido la mayor parte del tiempo, aumentando la vida media de sus baterías.
Como ejemplo de aplicación en Domótica, en una casa tendríamos diversos Dispositivos Finales (como un interruptor y una lámpara) y una red de interconexión realizada con Routers Zigbee y formada en su inicio por un Hub actuando como Coordinador.
Existen muchos dispositivos comerciales para domótica con comunicaciones Zigbee, como los sistemas Hue de Phillips, Tuya Zigbee, Xiaomi MI o el altavoz inteligente Echo Plus de Amazon.
No obstante los diversos problemas de compatibilidad entre distintos fabricantes ha motivado la unión de los principales fabricantes y desarrolladores con la Zigbee Alliance para el desarrollo de un nuevo estándar inalámbrico abierto para domótica: Matter.