Ein Mesh ist ein Funknetz, in dem die Geräte fremde Nachrichten
weiterreichen. Erreicht ein Sensor die Zentrale nicht direkt, nimmt ein
Gerät dazwischen die Nachricht an und gibt sie weiter, bis sie ankommt.
Die Netzform ist damit die Antwort auf eine Frage, die jede Funkanlage
im Gebäude stellt: Was passiert, wenn zwei Wände zwischen Sender und
Empfänger stehen?
In einfachen Worten
Stell Dir vor, Du willst jemandem am anderen Ende einer lauten Halle
etwas sagen. Rufen bringt nichts. Also sagst Du es der Person neben
Dir, die sagt es der nächsten, und so kommt Deine Nachricht an. Genau
das machen die Geräte in einem vermaschten Funknetz. Wichtig dabei:
Weitergeben kann nur, wer wach ist — und wach sind im Haus nur die
Geräte an der Steckdose. Was mit Batterie läuft, schläft fast immer
und hört nur ab und zu kurz hin. Deshalb wird so eine Anlage mit
jedem eingesteckten Gerät zuverlässiger, aber nicht mit jedem
zusätzlichen Fenstersensor.
Drei Formen kommen im Haus vor. Im Stern hängt jedes Gerät direkt an
der Zentrale; was die Zentrale nicht hört, ist verloren. Im Bus
hängen alle Teilnehmer an einer gemeinsamen Leitung — die verdrahtete
Welt von KNX und DALI
arbeitet so. Im Mesh hat jedes Gerät mehrere
mögliche Nachbarn, und welcher Weg im Einzelfall benutzt wird,
entscheidet das Netz selbst.
Daraus folgen zwei Eigenschaften, die im Verkaufsgespräch gern
zusammengeworfen werden, aber verschiedene Ursachen haben. Die
Reichweite wächst, weil die Strecke in Abschnitte zerfällt: Gefunkt
wird jeweils von einem Gerät zum nächsten, und nie über die ganze
Strecke vom Keller bis unters Dach. Die Ausfallsicherheit wächst,
weil es zu jedem Ziel mehrere Wege gibt: Fällt eine Verbindung aus,
weicht das Netz nach Darstellung der Thread Group auf einen anderen Weg
aus.
Die Sterntopologie ist deshalb nicht die schlechtere Wahl. Z-Wave hat
mit Long Range ausdrücklich eine Sternform neben das klassische Mesh
gestellt, und die Z-Wave Alliance führt Routing dort als nicht
unterstützt.
Wer den Stern wählt, kauft eine einfache Fehlersuche: Jedes Gerät hat
genau einen Weg, und wenn er nicht funktioniert, weiß man sofort,
welcher es war.
Die Rolle im Netz hängt an der Stromversorgung, und dieser eine Satz
erklärt die meisten enttäuschten Erwartungen. Ein Gerät, das
weiterreicht, muss ständig empfangsbereit sein. Ein Batteriegerät ist
das nicht: Es schläft, wacht kurz auf, meldet seinen Zustand und legt
sich wieder hin — anders hielte keine Knopfzelle mehrere Jahre.
Alle drei Funkwelten der Haustechnik ziehen diese Grenze, nur mit
verschiedenen Wörtern. Die Zigbee-Spezifikation kennt Koordinator,
Router und Endgerät; Router ist jedes dauerhaft versorgte Gerät, vom
Zwischenstecker bis zur Deckenleuchte. Thread unterscheidet Router und
Endgeräte, wobei Router laut Thread Group nicht zum Schlafen ausgelegt
sind und Endgeräte über einen Eltern-Router kommunizieren, statt selbst
weiterzuleiten. Bei Z-Wave prüft der Instandhaltungs-Algorithmus die
dauerhaft versorgten Geräte, und die Installationsanleitung von Silicon
Labs nennt das Einsetzen eines zusätzlichen Zwischengeräts als reguläre
Abhilfe, wenn ein Gerät schlecht angebunden ist.
Die Belastbarkeit eines Mesh hängt damit an der Verteilung der dauerhaft
versorgten Geräte im Grundriss und nicht an ihrer Zahl. Zwanzig Sensoren
im Keller verbessern nichts, während eine einzige Steckdose im Flur
zwischen zwei Gebäudeteilen die Verbindung überhaupt erst herstellen
kann.
Selbstheilung heißt, dass das Netz einen ausgefallenen Weg selbst durch
einen anderen ersetzt. Wie es das tut, unterscheidet sich grundlegend,
und der Unterschied wird in der Praxis spürbar.
Thread arbeitet vorausschauend : Alle Router tauschen regelmäßig
kurze Nachrichten über Verbindungsgüte und Wegkosten aus, sodass jeder
Router die Wege zu allen anderen kennt. Fällt ein Weg aus, wird
unmittelbar der nächstgünstige genommen. Die Thread Group begründet
diese Bauweise ausdrücklich damit, dass die bedarfsweise Wegsuche in
stromsparenden Funknetzen teuer ist, weil sie das Netz flutet.
Z-Wave arbeitet auf Zuruf und zeigt damit genau diese Kosten. Die
Zentrale führt eine Wegetabelle aus der Installation; scheitert ein Weg
endgültig, sucht das Verfahren Explorer Search einen neuen — als Rundruf
durch das gesamte Netz, typisch binnen 300 Millisekunden, im schlechten
Fall nach 3,5 Sekunden. Silicon Labs beschreibt es ausdrücklich als
letztes Mittel wegen der erheblichen Netzlast, und der
Instandhaltungs-Algorithmus verschiebt größere Reparaturen bewusst auf
Zeiten, in denen im Netz nichts los ist.
Drei Grenzen bleiben in beiden Fällen. Selbstheilung ersetzt einen
ausgefallenen Weg, aber keinen fehlenden — wo nie ein zweiter Nachbar
war, gibt es nichts auszuweichen. Sie hat eine Obergrenze: Thread lässt
höchstens 32 aktive Router in einem Netz zu, egal wie viele Geräte an
der Wand hängen. Und sie greift nur innerhalb eines Netzes: Entsteht im
Haus versehentlich ein zweites, schwächt die Zersplitterung nach
Darstellung der Thread Group Widerstandsfähigkeit und Erreichbarkeit
beider Hälften — aus einem gut vermaschten Netz werden zwei dünne, und
kein Heilungsverfahren merkt davon etwas.
„Je mehr Geräte, desto stabiler das Mesh." Der Satz stimmt nur für
dauerhaft versorgte Geräte, und selbst dort nur bis zur Obergrenze der
jeweiligen Funkwelt. Batteriegeräte erhöhen die Zahl der Teilnehmer,
ohne einen einzigen zusätzlichen Weg zu schaffen — sie bringen also
zusätzliche Last ins Netz, ohne eine Reserve anzulegen. Die brauchbare
Frage vor dem Kauf ist deshalb eine
Ortsfrage: Wo hängt das nächste Gerät dauerhaft am Strom?
„Ein Mesh heilt sich selbst, also muss man es nicht planen." Die
Heilung wählt unter den Wegen aus, die es gibt, aber sie baut keinen. Ein
Grundriss mit einem einzigen dauerhaft versorgten Gerät zwischen zwei
Gebäudeteilen hat an dieser Stelle keine Alternative, und der Ausfall
genau dieses Geräts trennt das Netz — die Selbstheilung meldet das
nicht, sie findet nur nichts mehr.
„Mesh ist Mesh." Das Wort steht auch auf WLAN-Verpackungen und
meint dort etwas anderes: mehrere Zugangspunkte, die laut Wi-Fi Alliance
als ein einheitliches Netz auftreten, Endgeräte zum besten Zugangspunkt
führen und die Netzstruktur an veränderte Bedingungen anpassen. Zweck
ist der Datenverkehr im Haus — Videostreams, Telefonate, Downloads. Das
Mesh der Haustechnik überträgt Schaltbefehle und Messwerte bei einem
Bruchteil der Datenrate und einem Bruchteil der Leistungsaufnahme. Ein
WLAN-Zugangspunkt verbessert deshalb kein Zigbee-Netz, auch wenn beide
Geräte im selben Flur stehen.
Mesh-WLAN: mehrere Zugangspunkte für den Datenverkehr im Hausnetz.
Gleiche Netzform, anderer Zweck, andere Datenraten — und keine
Verbindung zur Haustechnik-Welt.
Sterntopologie: jedes Gerät hat genau einen Weg zur Zentrale.
Z-Wave Long Range zeigt, dass das eine bewusste Entscheidung sein kann
und nicht bloß eine abgespeckte Bauform.
Repeater: im WLAN und in der Funkfernbedienung ein eigenes Gerät,
das ein Signal wiederholt. Im Mesh der Haustechnik ist das
Weiterreichen eine Rolle, die ohnehin vorhandene Geräte übernehmen.
Bus: die verdrahtete Gegenform. Alle Teilnehmer hängen an einer
Leitung, es gibt keine Wegewahl und damit auch nichts zu heilen —
dafür ist der Weg planbar und nachmessbar.
Ein Neubau bekommt Beschattung, Licht und Fensterkontakte über Funk; die
Zentrale steht im Technikraum im Untergeschoss, die Rollläden liegen im
Obergeschoss, dazwischen eine Stahlbetondecke.
Die Konzeptfrage kommt zuerst: Welche Funktionen müssen auch dann
laufen, wenn die Verbindung eine Stunde ausfällt? Beschattung nach
Zeitplan gehört meist dazu, eine Lichtszene selten. Was zwingend laufen
muss, gehört an eine verdrahtete Strecke oder an eine Steuerung, die im
selben Geschoss steht — diese Entscheidung fällt vor jeder Funkfrage.
Dann die Verfahrensfrage : Reicht ein Mesh über die Decke hinweg?
Die Antwort hängt daran, ob im Treppenhaus oder im Flur des
Obergeschosses ein dauerhaft versorgtes Gerät vorgesehen ist. Ist dort
nur Batteriebetrieb geplant, gibt es keinen Weg, den das Netz heilen
könnte. Die Abhilfe steht in derselben Zeile wie das Problem: eine
geplante Steckdose an der richtigen Stelle, im Zweifel zwei, damit der
Ausfall eines Geräts nicht die halbe Anlage abhängt.
Erst danach die Gerätefrage , und die ist die einfachste: Welches
dauerhaft versorgte Gerät steht dort ohnehin? Eine Deckenleuchte, ein
Zwischenstecker, eine Wandsteuerung — alles davon reicht weiter, sobald
es zur gewählten Funkwelt gehört. Ein zusätzlicher Kasten ist selten
nötig, eine zusätzliche Steckdose in der Elektroplanung dagegen oft.
Wie sich die vier Funkwelten des Smart Home unterscheiden, steht in
Funkstandards im Smart Home . Die
Netzform je Welt beschreiben die Einträge zu
Zigbee , Z-Wave und
Thread . Wo ein Funknetz auf das Hausnetz trifft,
gelten dessen Regeln — nachzulesen in den
Heimnetzwerk-Grundlagen und, für die
Übersetzung zwischen zwei Welten, im Eintrag zum
Gateway .
Die Netzform, die Rollentrennung nach Stromversorgung und die Obergrenze
von 32 aktiven Routern stammen aus dem technischen Whitepaper der Thread
Group vom Mai 2020; die Folgen einer Netz-Zersplitterung aus deren
Whitepaper zu Thread 1.4 vom September 2024. Die drei Zigbee-Rollen
stehen in der Zigbee-Spezifikation in der Revision 23 vom
15. März 2023. Die Angaben zur Wegsuche, zur Netzlast der Reparatur und
zum Einsetzen eines Zwischengeräts stammen aus der
Installationsanleitung INS12712 von Silicon Labs in der Fassung 6 vom
2. März 2018, die Abgrenzung von Mesh und Sternform bei Z-Wave von der
Z-Wave Alliance. Was Mesh-WLAN bezeichnet, steht bei der Wi-Fi Alliance.