Zigbee Range & Frequenza: 2.4 GHz, 10–100m Interno, 1km+ Esterno
Zigbee (IEEE 802.15.4) PHY e realtà di portata
Zigbee opera sulla banda ISM 2.4 GHz (2400–2483.5 MHz) a livello globale, usando O-QPSK con DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum). 16 canali (11–26), spaziatura 5 MHz, velocità dati grezza 250 kbps.
Specifiche ufficiali vs Mondo reale
| Metrica | Specifiche (Ideale LOS) | Tipico Interno | Tipico Esterno (LOS) |
|---|---|---|---|
| Portata | 100–300 m | 10–30 m (30–100 ft) | 300 m – 1.6 km (1 miglio) |
| Potenza Tx | 0–20 dBm (1–100 mW) | Tip. 0–10 dBm | Max 20 dBm (normativa) |
| Sensibilità Rx | -85 dBm (CC2530) | -90 a -95 dBm (moderno) | -95 a -100 dBm |
| Link Budget | ~105 dB | ~90 dB (muri) | ~115 dB |
Cosa uccide la portata
- Muri: Cartongesso -3 a -6 dB; Calcestruzzo/Mattone -10 a -20 dB; Metallo/Stucco -25+ dB (gabbia di Faraday).
- Congestione 2.4 GHz: Wi-Fi (Canali 1,6,11 sovrappongono Zigbee 11,15,20,25), Bluetooth, Microonde, Baby monitor. → Usa Canali Zigbee 25, 26, 15 (evita Wi-Fi 1,6,11).
- Guadagno e orientamento antenna: Antenna chip (0–2 dBi) vs. Dipolo esterno (2–5 dBi). Polarizzazione verticale preferita.
- Posizionamento nodo: Vicino al pavimento, dentro scatola di giunzione metallica, dietro frigorifero = zona morta.
Mesh Networking: L'estensore di portata
Zigbee è una rete mesh (Zigbee PRO / 3.0). Dispositivi alimentati a rete (router: lampadine, prese, relè a parete) ripetono pacchetti. Ogni salto aggiunge ~10–30 ms latenza. Max salti: 15 (tipicamente 4–5 pratici). Dispositivi a batteria (dispositivi finali: sensori, pulsanti) non ripetono.
- Strategia: Posiziona un router alimentato a rete ogni 10–15 m (30–50 ft).
- Autoguarigione: La rete si autoguarisce se un router fallisce (rieffettua instradamento).
Zigbee Sub-GHz (868/915 MHz)
Esiste (IEEE 802.15.4g), migliore penetrazione muri (½ lunghezza d'onda ≈ 16 cm vs 6 cm), portata maggiore (2×), ma velocità dati inferiore (20–40 kbps), meno canali, normative regionali (ETSI/FCC). Raro nella domotica consumer.
Test rapido portata
- Abbina sensore al coordinatore.
- Allontanati finché "Link Quality" (LQI) scende < 100 o pacchetti persi > 10%.
- Aggiungi un router (presa smart) a metà percorso → ritesta.
In sintesi: Pianifica per 10–20 m interno per salto. Distribuisci router alimentati a rete densamente. Usa Canale 25/26. Aspettati 100+ dispositivi su un singolo coordinatore con buona densità mesh.