IEEE 802.15.4 ist ein Standard für drahtlose persönliche Netzwerke (Wireless Personal Area Networks, WPANs), der von der Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) entwickelt wurde. Er ist speziell für Anwendungen konzipiert, die eine geringe Datenrate, geringen Stromverbrauch, geringe Komplexität und kostengünstige Implementierung erfordern. Der Standard definiert die physische Schicht (PHY) und die Mediumzugriffskontrollschicht (MAC) für drahtlose Verbindungen in einem WPAN.
Zigbee ist ein übergeordneter Standard, der auf IEEE 802.15.4 aufbaut und ihm zusätzliche Funktionen hinzufügt. Zigbee spezifiziert unter anderem die höheren Schichten des Kommunikationsprotokolls sowie die Anwendungen, wodurch es für ein breiteres Spektrum von IoT (Internet of Things)-Anwendungen geeignet ist. Zigbee definiert Netzwerk-, Sicherheits- und Anwendungsschichten, die über den grundlegenden IEEE 802.15.4-Standard hinausgehen.
Beispiele für Anwendungen, die IEEE 802.15.4 und Zigbee nutzen, sind Heimautomatisierung, industrielle Steuerung, medizinische Geräte sowie Beleuchtungssysteme. Zum Beispiel verwendet ein intelligentes Thermostat in einem Smart-Home-System Zigbee, um mit anderen Geräten wie intelligenten Glühbirnen und Heizungssteuerungen zu kommunizieren. Die Kommunikation auf der physikalischen und MAC-Schicht würde dabei nach dem IEEE 802.15.4-Standard erfolgen, während Zigbee die Netzwerkprotokolle und Anwendungen handhabt.
Folgende Quellen wurden verwendet, um diese Antwort zu erstellen:
1. IEEE 802.15.4-Standarddokumentation von IEEE: Diese veröffentlichen die detaillierten Spezifikationen und technischen Anforderungen des Standards (Quelle: IEEE Xplore, IEEE).
2. Zigbee-Standarddokumentation von der Zigbee Alliance: Diese bietet detaillierte Informationen zu den Spezifikationen von Zigbee, einschließlich seiner Beziehung zu IEEE 802.15.4 (Quelle: Zigbee Alliance).
3. Fachliteratur und Artikel zum Thema IEEE 802.15.4 und Zigbee aus anerkannten wissenschaftlichen Journals und Magazinen. Ein gutes Beispiel wäre das Buch “Wireless Sensor Networks: Technology, Protocols, and Applications” von Kazem Sohraby, Daniel Minoli und Taieb Znati, das ausführlich auf die Technologie und Anwendungsmöglichkeiten eingeht.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass IEEE 802.15.4 die Grundlage für die physikalische Kommunikation und den Zugriff auf das Medium in drahtlosen persönlichen Netzwerken bietet. Zigbee erweitert diesen Standard, indem es zusätzliche Netzwerk-, Sicherheits- und Anwendungsschichten hinzufügt, um eine vollständigere Lösung für drahtlose Sensornetzwerke und IoT-Anwendungen zu bieten. Beide Standards sind eng miteinander verknüpft und bilden gemeinsam die technologische Basis für viele moderne drahtlose Kommunikationssysteme.
