Übersicht

Im Bereich des IoTs spielen verschiedene Kommunikationstechnologien eine entscheidende Rolle, um die Geräte und Systeme miteinander zu vernetzen und eine reibungslose Interaktion zu ermöglichen. Hier sind die wichtigsten Kommunikationstechnologien, die im IoT und speziell im Smart Home verwendet werden:

Standard NFC Bluetooth LE Wi-Fi Z-Wave Zigbee Thread Ethernet
Verbindungstyp Drahtlos Drahtlos Drahtlos Drahtlos Drahtlos Drahtlos Kabelgebunden
Mesh-Netzwerk Nein Optional Optional Ja Ja Ja Nein
Max. Datenrate 424 kbps 2 Mbps 9.6 Gbps 250 kbps 250 kbps 250 kbps 10 Gbps
Reichweite* Bis 10 cm Bis 100 m Bis 100 m Bis 100 m Bis 100 m Bis 100 m Bis 100 m
Energieverbrauch Niedrig Niedrig Hoch Niedrig Niedrig Niedrig Niedrig bis Mittel

*: Reichweite zwischen zwei Endpunkten

Near Field Communication (NFC)

Beschreibung

NFC wird für sehr kurze Distanzen eingesetzt. Dafür werden sogenannte NFC Tags genutzt, auf denen Daten gespeichert sind und die sich programmieren lassen. Damit können Aktionen gestartet werden, wenn ein Endgerät einen Tag liest.

Einsatz im Smart Home

Auf einem NFC-Tag könnte ein Befehl enthalten sein, der alle Leuchten in der Wohnung an- bzw. ausschaltet. Wenn dieser Tag neben der Eingangstür angebracht wäre, dann ließen sich alle Leuchten unkompliziert beim Betreten oder Verlassen der Wohnung bedienen, indem ein NFC-fähiges Smartphone an den Tag gehalten würde.

Bluetooth Low Energy (Bluetooth LE)

Beschreibung

Über Bluetooth können Geräte Informationen über eine größere Distanz austauschen als bei NFC. Dabei wird die Bluetooth-Technologie häufig in der energiesparenden Variante Low Energy (LE) eingesetzt.

Mit Bluetooth LE sind nicht nur sogenannte Punkt-zu-Punkt-Verbindungen, also Verbindungen zwischen zwei Geräten, möglich. Mehrere Geräte können gemeinsam auch ein sogenanntes Mesh-Netzwerk bilden.

P2P and mesh network
Punkt-zu-Punkt- und Mesh-Netzwerk

Einsatz im Smart Home

Ein Haupteinsatzgebiet von Bluetooth LE sind sogenannte Wearables wie Smartwatches. In diese lassen sich Bluetooth-Chips wegen ihrer geringen Größe platz- und gewichtssparend einbauen, um Daten zwischen IoT-Gerät und Endgerät zu synchronisieren.

Wi-Fi

Beschreibung

Viele Haushalte setzen den Funkstandard Wi-Fi ein, um ein Wireless Local Area Network (WLAN) aufzubauen. Daher nutzen auch IoT-Geräte häufig Wi-Fi. Über den WLAN-Router werden sie mit dem Internet verbunden und können mit der Hersteller-Cloud zu kommunizieren.

In Wi-Fi-Netzwerken werden normalerweise Verbindungen zwischen einem Gerät und einem Access Point hergestellt. IoT-Geräte können jedoch auch ein Mesh-Netzwerk mit Wi-Fi bilden, wenn spezielle Technologien und Protokolle zur Unterstützung der Mesh-Funktionalität verwendet werden.

Einsatz im Smart Home

Wi-Fi ermöglicht hohe Datenraten, die beispielsweise für Kameras mit Streaming-Funktion erforderlich sind, was jedoch auch einen hohen Energieverbrauch zur Folge hat. Geräte mit dauerhafter Stromversorgung wie Leuchten, Steckdosen oder Schalter, können diesen hohen Energiebedarf bewältigen. Alternativ ist der hohe Energiebedarf akzeptabel, wenn die IoT-Geräte selten Daten senden.

Z-Wave, Zigbee und Thread

Beschreibung

Die Funkstandards Z-Wave, Zigbee und Thread wurden speziell für das IoT und Smart Home entwickelt. Im Vergleich zu Wi-Fi zeichnen sie sich durch einen niedrigen Energieverbrauch und eine niedrigere Datenrate aus.

Alle drei Funkstandards ermöglichen die direkte Kommunikation zwischen IoT-Geräten, wodurch sie ein Mesh-Netzwerk bilden können.

Z-Wave und Zigbee erfordern eine zentrale Steuereinheit, oft in Form eines Hubs oder Controllers, um die IoT-Geräte zu verwalten und die Verbindung zu anderen Netzwerken wie Bluetooth, Wi-Fi oder dem Internet herzustellen. Auch bei Thread ist eine zusätzliche Netzwerkkomponente, ein sogenannter Border Router, notwendig, um die IoT-Geräte mit anderen Netzwerken zu verbinden.

Einsatz im Smart Home

Wegen des niedrigen Energieverbrauchs sind Z-Wave, Zigbee und Thread gut für IoT-Geräte geeignet, die häufig kommunizieren oder akkubetrieben sind und dabei datensparsam sind, wie beispielsweise Sensoren, Türschlösser und Thermostate.

Ethernet

Beschreibung

Im Gegensatz zu den anderen Kommunikationstechnologien ist Ethernet ein kabelgebundener Standard. Über Ethernet lassen sich hohe Datenraten erreichen, wobei der Energieverbrauch abhängig von der Datenrate niedrig bis mittel ist.

Einsatz im Smart Home

Der Einsatz von Ethernet ist grundsätzlich auf IoT-Geräte beschränkt, die einen fest zugewiesenen Platz haben. Es wird eingesetzt, wenn diese eine stabile und schnelle Verbindung mit Internet benötigen, wie dies beispielsweise bei Smart TVs der Fall ist.

Weiterführende Informationen

Falls du weiterführende Informationen zu Kommunikationstechnologien suchst, werden dir folgende Quellen empfohlen:

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