Sensoren und Aktoren verkabeln oder anfunken?

18.03.2020 / Dr. Behrooz Moayeri

Behrooz Moayeri

Das Internet of Things (IoT) kommt. In Produktionshallen ist das nichts Neues. In Bürogebäuden nennt es sich Digitalisierung bzw. Smart Commercial Building. Alle Neubauten werden mit vielen Sensoren und Aktoren versehen. Bisherige Gebäudenetze sind für die Aufnahme der Vielzahl dieser „Dinge“ nicht gerüstet. Entweder müssen viel mehr Kabel her oder ganz neue Funkkonzepte, vielleicht sogar beides.

Funk für alle Dinge?

Viele Anwendungen, wie zum Beispiel mobile Datenerfassung in der Logistik, müssen drahtlose Kommunikation nutzen. Dafür hat sich in den letzten Jahren WLAN als Technologie der Wahl etabliert. Einer der Gründe dafür besteht darin, dass die für solche Anwendungen genutzten mobilen Endgeräte auf Standard-Hardware wie zum Beispiel PCs, Smartphones oder Tablets basieren. Da bekommt man die WLAN-Schnittstelle „gratis“ dazu.

Aber Sensoren und Aktoren sind keine PCs bzw. Smartphones im Chip-Format. Wir sprechen über Cent-Artikel in nie dagewesener Zahl. Für die meisten dieser Kleinstkomponenten ist die Funkschnittstelle die einzig praktikable Kommunikationslösung. Jedoch stellt sich die Frage, welches drahtlose Verfahren dafür geeignet ist. Es ist davon auszugehen, dass die Vielzahl der Dinge mit einer Vielfalt der von ihnen genutzten Funktechnologien einhergehen wird. WLAN und 5G decken sicher nicht das ganze IoT-Spektrum ab. Weitere denkbare Verfahren sind Bluetooth, Bluetooth Low Energy (BLE), Zigbee, Z-Wave, Lemonbeat, EnOcean, Sigfox, LoRa und LiFi (ohne Anspruch auf Vollständigkeit).

Mehr Funk bedeutet mehr Kabel

Jede Funktechnik sieht irgendwo den Übergang zum Kabelnetz vor. Je vielfältiger die Funkwelt, desto mehr Kabel werden benötigt. Hinzu kommt, dass eine Reihe der oben genannten Funktechniken eine sehr begrenzte Reichweite haben. Selbst wenn theoretisch größere Strecken überbrückt werden könnten, erzwingt die dichte Population von Dingen die Verkleinerung der Funkzellen. Je mehr Funkzellen, desto mehr Kabel.

Diese Entwicklung bedeutet eine wesentliche Änderung des Verkabelungskonzepts für Gebäude. Mehr Anschlusspunkte und das an bisher nicht üblichen Stellen werden benötigt, wie mein Kollege Hartmut Kell im Insider vom Februar 2020 erläutert hat.

Verkabelung muss nicht teuer sein

Man muss bei Verkabelung nicht gleich an eine teure, hochfrequenztaugliche Infrastruktur denken. Wir sprechen über Sensoren und Aktoren mit teils sehr einfacher Funktion. Spannung ein, Spannung aus kann schon für viele dieser Dinge ausreichen. „Klingeldraht“ verbindet sie mit Knoten, die einerseits die elektrischen Kontakte für die Anbindung der Sensoren und Aktoren und andererseits eine Schnittstelle für deren Einbindung in das IP-Netz bieten.

Das Verkabelungs- und Netzkonzept in einem Gebäude muss die Flexibilität und Skalierbarkeit, solche Knoten anzubinden, in Aussicht stellen.

Lokale Netze für Einsteiger 07.09.-11.09.2020 in Aachen

In diesem Intensivseminar werden die technischen Grundlagen lokaler Netzwerke vermittelt. Hintergründe über die Ebenen des Netzwerks von Verkabelung bis IP/TCP bzw. UDP werden betrachtet. Durch Übungen und Diskussionen werden diese weiter vertieft.

Der Netzwerk Insider gehört mit seinen Produkt- und Markt-Bewertungen rund um IT-Infrastrukturen zu den führenden deutschen Technologie-Magazinen. Der Bezug des Netzwerk Insiders ist kostenlos.

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