Die Spezifikation beschreibt ein Framework für Funknetze. ZigBee baut auf dem Standard IEEE 802.15.4 auf und erweitert dessen Funktionalität insbesondere um die Möglichkeit des Routings und des sicheren Schlüsselaustausches. Im IEEE-802.15.4-Standard sind die PHY-Schicht und die MAC-Schicht definiert. Das schließt verwendete Frequenzbereiche und Modulationsverfahren ein. ZigBee erweitert diesen Protokollstapel um die Schichten NWK und APL, wobei zu beachten ist, dass es sich bei ZigBee um ein Framework handelt und eine Anwendung in die APL-Schicht eingebettet wird.
Die Einsatzmöglichkeiten von ZigBee sind vielfältig, zum Beispiel in der Gebäude-Automation, im medizinischen Bereich, für Steuerungsanlagen und für alle Arten von Sensormessungen.
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Die ZigBee-Spezifikation stellt dem Entwickler drei verschiedene Gerätearten (ZigBee Devices) zur Verfügung.
Mit diesen Geräten wird ein ZigBee Wireless Personal Area Network (WPAN) aufgebaut.
Man unterscheidet drei Rollen, die ein ZigBee-Gerät erfüllen kann:
1 Endgerät (ZigBee End Device, ZED)
Geräte wie zum Beispiel Steuerungs- oder Sensormodule werden meist mit Batterien betrieben. Diese können als ZigBee-Endgeräte implementiert werden und benötigen nur einen Teil der Funktionen der ZigBee-Spezifikation. Sie nehmen nicht am Routing im Netzwerk teil und können in einen Schlafmodus gehen. Sie melden sich an einem Router ihrer Wahl an und treten so dem ZigBee-Netzwerk bei. Sie können ausschließlich mit dem Router kommunizieren, über den sie dem Netzwerk beigetreten sind. Werden Daten an ein solches Endgerät geschickt und dieses befindet sich im Schlafmodus, speichert der Router diese Pakete, bis das Endgerät sie abruft.
2 Router (ZigBee-Router, ZR)
ZigBee-Router nehmen am Routing der Pakete durch das Netzwerk teil. Sie benötigen einen größeren Funktionsumfang und damit auch etwas mehr Hardwareressourcen. Daher handelt es sich üblicherweise um Geräte mit dauerhafter Stromversorgung wie z. B. Steckdosen. ZigBee-Router treten einem Netzwerk bei, indem sie sich an einem im Netzwerk befindlichen Router anmelden. Das Routing im Netzwerk erfolgt entweder entlang eines sich so bildenden Baumes (Stackprofil ZigBee) oder durch dynamisches Routing als Meshnetzwerk (Stackprofil ZigBee PRO). Tritt ein Funkmodul über einen Router dem Netzwerk bei, vergibt dieser diesem eine 16-Bit-Kurzadresse (engl. short address). Bei Meshnetzwerken erfolgt dies zufällig. Auftretende Adresskonflikte müssen erkannt und dann behoben werden.
3 Koordinator (ZigBee Coordinator, ZC)
Ein ZigBee-Koordinator initialisiert das Netzwerk mit festgelegten Parametern, beispielsweise Kanal und PAN-ID. Nach der Netzwerkinitialisierung übernimmt er im laufenden Betrieb die gleichen Aufgaben wie ein ZigBee-Router. In jedem ZigBee-Netzwerk existiert genau ein Koordinator, der als zentrale Instanz für die Netzwerkorganisation dient. Er verwaltet die Adressvergabe, synchronisiert die Netzwerkinformationen und kann zusätzlich als Bindeglied zu anderen Netzwerken oder Systemen fungieren.