Ogni volta che si interagisce con la tecnologia, si approccia, almeno inizialmente, ad una prima fase di conoscenza. Gli strumenti disponibili vengono avvicinati, studiati, analizzati, usati. Ogni azione è finalizzata all'apprendimento del modus operandi dei vari componenti presi singolarmente e all’interno dell’ecosistema di cui fanno o possono far parte.
Sapere però cosa accade nel complesso, in linea generale aiuta tutti, dal tecnico al fruitore, ad una migliore implementazione e gestione dei sistemi utilizzati. Dopo il primo approccio è, quindi, opportuno approfondire questa conoscenza analizzando le varie sfaccetature del “carattere” della tecnologia.

Come sistema di comunicazione wireless, anche Z-Wave al pari degli altri, è affetto dalle note problematiche sul trasferimento dell’ informazioni da un nodo all'altro. Schematicamente si possono indicare i quattro ambiti di riferimento:

1. La potenza di trasmissione

2. La sensibilità in ricezione

3. Il guadagno delle antenne

4. La perdita di segnale lungo il percorso

Per i primi 3 punti (1,2,3) la Z-Wave Alliance fa da garante affinché i produttori di dispositivi Z-Wave raggiungano i massimi risultati possibili nell'ambito delle tecnologie disponibili. Attraverso uno scrupoloso e restrittivo processo di certificazione è così garantita elevata rispondenza prestazionale e l’interoperabilità di ciascun prodotto. Il prodotto certificato è infine riconoscibile dalla presenza del marchio e dal fatto che è presente nell'elenco ufficiale dei prodotti Z-Wave. 

L’installatore, così come l’utente finale, hanno quindi da preoccuparsi solo della gestione di alcune problematiche attinenti al punto “4”.

Ben noti sono i fattori che contribuiscono, a seconda delle circostanze, al degradamento del segnale lungo il percorso di comunicazione e possono essere così elencati in modo esemplificativo:

1. Frequenza

2. Distanza

3. Rumore ed Interferenze

4. Dissolvenza per involontario spegnimento nodo

5. Materiali         
       - Attenuazione
       - Riflessione
       - Ombreggiamento 

Mentre la frequenza è definita a priori e non modificabile per ciascun Paese di riferimento (abbiamo detto che la frequenza di Z-Wave nella comunità europea è di 868.4MHz), gli altri fattori sono, in una certa misura, controllabili mediante l’adozione di opportune misure per minimizzare la perdita di segnale ed ottimizzare la solidità della rete migliorandone reattività e funzionalità.

Se da un lato è intuitivo risolvere i problemi di distanza avvicinando due nodi comunicanti o riaccendere, quando possibile, un nodo se spento, meno immediate sono le soluzioni per evitare problemi di interferenza e rumore.

Per queste problematiche c’è da dire che la frequenza impegnata presenta al momento in cui scrivo una bassa popolazione di tecnologie e quindi le interferenze ne risultano fortemente limitate.  A ciò si aggiunge il fatto che il corto raggio di trasmissione vincola l’azione e la portata dei sistemi su quelle frequenze a porzioni di spazio limitate e difficilmente interferenti tra loro. In più le tecniche di modulazione digitale con autenticazione e controlli di coerenza sui pacchetti trasmessi, contribuiscono ulteriormente a vanificare eventuali effetti dovuti alle interferenze. In ogni caso è buona norma cercare sempre di evitare il sovrapporsi di sistemi che impegnano le stesse frequenze; tuttavia, come nel caso di diversi sistemi Z-Wave, il discorso è affrontabile quando le tecniche digitali sono tali da rendere la cosa fattibile.

La questione degli ostacoli, infine, fa parte del cuore della realizzazione pratica del sistema. La natura dei materiali interposti tra nodi rende la realizzazione in concreto una faccenda in 3 dimensioni. Mentre materiali come cemento, mattoni, legno consento l’attraversamento del segnale che riceve solo attenuazione, i metalli fanno da riflettori e possono generare ombre sui nodi riceventi.  Entrando di poco nel dettaglio, ricordo che quando un segnale elettromagnetico impatta con un ostacolo (immaginiamo ad esempio una parete di casa nostra) possono verificarsi diversi fenomeni. Per il nostro scopo ci limiteremo ad accennare di penetrazione e riflessione. Quando il segnale penetra nel corpo impattato, continua il viaggio di propagazione all’ interno per uscire nuovamente, quando possibile, dopo averlo attraversato tutto. Nel percorso interno al corpo il segnale subisce una attenuazione ovvero perde parte della sua energia (diviene più debole e si accorcia la sua capacità di percorrere distanze rimanendo rilevabile e leggibile) perché si trasforma in altro. Quando invece incontra ostacoli che non può penetrare subisce una riflessione (anche qui perdendo una minima parte della sua energia) e cambia direzione di propagazione potendo tornare anche indietro verso il trasmettitore.

Da ciò si intuisce come il posizionare opportunamente nello spazio i nodi sia fondamentale. Eventuali ostacoli, quindi, possono essere superati facendo delle triangolazioni: può essere utile l’inserimento di un ulteriore nodo come sfruttare riflessioni su superfici metalliche. Qualunque rotta planare o tridimensionale  può essere tenuta in considerazione per la realizzazione del percorso di comunicazione.

MaP