Funktechnologien

Drahtlos ans Ziel

Von Hartmut Schumacher · 2022

Egal, ob im smarten Zuhause oder in der Industrie: Drahtlose Verbindungen beherrschen das Internet der Dinge. Welche Funkstandards dabei Verwendung finden, das hängt vom konkreten Einsatzzweck ab. Prinzipiell sind meist Technologien gefragt, die wenig Strom benötigen.

Vernetzte Stadt
Foto: iStock/metamorworks

Datenübertragung per Funk ist ein unverzichtbarer Bestandteil des Internets der Dinge. Verbindungen per Kabel sind prinzipiell zwar weniger anfällig für Störungen und für Datendiebstahl. In vielen Fällen ist jedoch das Verwenden von Kabeln entweder zu aufwendig, nicht möglich oder aber zu unkomfortabel – beispielsweise dann, wenn eine große Zahl von Sensoren zum Einsatz kommt, die an schwer zugänglichen Orten angebracht sind. Auch bei der Verwendung von Inspektionsdrohnen sind Funktechnologien zwingend erforderlich. Gleiches gilt bei tragbaren Geräten für Privatanwender, wie zum Beispiel Fitness-Armbänder oder smarte Akkubohrer. Dementsprechend verbreitet sind Funkverbindungen: Laut der Farnell-Studie „Die Zukunft des IoT“ kommunizieren derzeit 74 Prozent der IoT-Geräte in den Wirtschaftsräumen Europa, Naher Osten und Afrika sowie Amerika über drahtlose Verbindungen.

Vielfältige Einsatzzwecke

Im Internet der Dinge gibt es aber nicht die eine Funktechnologie, die sich durchsetzt. Denn verschiedene Einsatzzwecke stellen unterschiedliche Bedingungen: Bei vielen Geräten beispielsweise ist ein niedriger Stromverbrauch wichtig, bei anderen hingegen eine hohe Übertragungsgeschwindigkeit. Bei anderen Anwendungen kann die Reichweite entscheidend sein. Zum Einsatz kommen daher unterschiedliche Funktechnologien, darunter bekannte Vertreter wie Wi-Fi, Mobilfunk und Bluetooth, allerdings oft in IoT-spezifischen Ausführungen.

Funktechnologien: von Zentimetern bis Kilometern

Am übersichtlichsten lassen sich die Funktechnologien anhand ihrer Reichweite gruppieren: Zu den Technologien mit geringer Reichweite (typischerweise einige Zentimeter bis etwa zehn Meter) gehören die Standards ANT (für den Einsatz in Sport- und Gesundheitsgeräten), RFID (zum Identifizieren von Gegenständen) und NFC (für das kontaktlose Bezahlen mit Smartphone oder Geldkarte). Funktechnologien mit mittlerer Reichweite können in der Regel Entfernungen von bis zu 100 Metern überwinden. In diese Gruppe gehören Bluetooth, Wi-Fi und ZigBee. Typische Anwendungen sind das Anbinden von Lautsprechern, die Internet-Versorgung von mobilen Geräten sowie das Ansteuern von Heimautomatisierungsgeräten und von Produktionsanlagen in der Industrie. Funktechnologien mit hoher Reichweite schließlich sind in der Lage, mehrere Kilometer zu überbrücken, und eignen sich daher beispielsweise für die Anbindung von Stromzählern, Landwirtschaftsmaschinen und Fertigungsanlagen. Hier dominieren derzeit LPWAN-Netze, die entweder (wie LoRaWan und Sigfox) lizenzfreie Frequenzbänder benutzen oder aber (wie NB-IoT und LTE-M) auf bestehenden Mobilfunknetzen aufbauen. Eine ernst zu nehmende Konkurrenz dazu wird in Zukunft der derzeit neueste Mobilfunkstandard 5G sein, der bis 2025 flächendeckend in Deutschland zur Verfügung stehen soll. Er bietet einerseits Funktionen, die bei niedrigen Datenraten einen geringen Energieverbrauch verursachen, und andererseits Funktionen, die zuverlässige Verbindungen mit geringer Verzögerung ermöglichen, wie sie zum Beispiel für autonome Fahrzeuge und für Industrieanlagen erforderlich sind.

Quellen:
Mittelstand-Digital Zentrum S-H: Funktechnologien im Überblick
Bitkom: Facts Views 5G

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