Optimale Funktechnologien für das Internet of Things

Entscheider stehen bei der Konzeption von Produkten mit Funkschnittstelle immer vor der Frage, welche Funktechnologie eingesetzt werden soll. Die individuellen Anforderungen des Produkts und der Umgebung sind dabei immer verschieden, die Auswahl an Funktechnologien ist sehr groß. Häufig werden dann viele Meinungen eingeholt, zumeist von Halbleiter- oder Funkmodulanbietern. Es vergeht unter Umständen viel Zeit. Und nach getroffener Entscheidung bleibt oft die Unsicherheit bestehen, ob wirklich alle wichtigen Aspekte bei der Auswahl berücksichtigt wurden.

IK Elektronik als unabhängiger Entwicklungs- und Fertigungsdienstleister empfiehlt vor solchen Entscheidungen stets die Durchführung einer Konzeptionsphase, in der alle Anforderungen des Produkts und Projekts geprüft und definiert werden. Auf Basis eines Vergleichs der Vielzahl der Funktechnologien wird dann die wirklich optimale Technologie ausgewählt. Auch Musteraufbauten sind hier möglich, um die Eigenschaften zu testen und zu bewerten.

So sorgen wir dafür, dass wirklich alles, was gebraucht wird, realisiert werden kann: ALL IN!


Folgende Parameter spielen bei der Auswahl eine wesentliche Rolle

  • Datenmenge
  • Reichweite
  • Regulatorische Bedingungen
  • Leistungsaufnahme, besonders bei Batterielösungen oder Energy Harvesting Baugruppen
  • Punkt-zu-Punkt-Verbindung oder Netzwerk mit vielen Teilnehmern
  • Kurz- und langfristige Verfügbarkeit von Bauteilen, Anzahl der Anbieter
  • Preis der Funkkomponente
  • Preis einer Entwicklung
  • Lizenzkosten und sich wiederholende Kosten
  • Lokale Funkvernetzung oder Cloud-Lösung
  • Bauraum und Antennen
  • Vorhandene Komponenten und Infrastruktur
  • Kompatibilität
  • Datensicherheit (Verschlüsselung)
  • Verfügbarkeit (Zuverlässigkeit)
  • Qualität der Funkverbindung (QoS)
  • Echtzeitfähigkeit
  • Anlernen neuer Teilnehmer
  • Firmwareupdate
  • Verfügbarkeit der Funkverbindung
  • Umweltbedingungen (Temperatur, mechanische Beanspruchung u.a.)

Wir möchten Ihnen hier eine erste Übersicht zu den derzeit verfügbaren Funktechnologien geben für die Funkvernetzung in Industrie, Smart Home, Smart Meters und Smart City und für das Internet of Things. Sprechen Sie uns bitte an, wenn Sie weitere Unterstützung für Ihr Projekt benötigen oder an weiteren Details interessiert sind.

Funktechnologien bei IK Elektronik


Experte bei IK Elektronik

Christian Becker, Leiter Technologie:

E-Mail an Christian

Funktechnologien für die lokale Vernetzung

Lokale Funknetzwerke für kurze Entfernungen, z.B. im Haus, arbeiten meist mit einem Gateway, der die Verbindung zu allen Funkteilnehmern über kürzere Entfernungen herstellt und andererseits eine Verbindung zur Außenwelt (auch die Cloud) oder dem Anwender im Haus gewährleistet. Für die lokale Vernetzung stehen folgende Funktechnologien zur Verfügung (Auswahl):

FunktechnologieFrequenzen (Europa)Einige EigenschaftenTypische Anwendungen
Proprietäre LösungenBeliebig, vorzugsweise SRD-Frequenzen 433 MHz, 868 MHz, 2,4 GHz, 5,8 GHzBeliebige Eigenschaften realisierbar, optimierbar auf alle Anforderungen (einschließlich Preise), unter Umständen hohe Entwicklungskosten für komplexere Anwendungen, stets InsellösungBeliebig, auf Grund Entwicklungsaufwand vorzugsweise einfache preiswerte Systeme oder Systeme mit besonderen Anforderungen
ANT / ANT+2,4 GHzGeringe Datenraten, geringe Leistungsaufnahme. Smartphone als Endgeräte, zusätzliche LizenzkostenWearables, mobile Anwendungen
Bluetooth Low Energy2,4 GHzGroße Verbreitung am Markt, günstige Module und ICs verfügbar, Smartphone als Endgeräte, weltwelt zulassbar, zusätzliche Kosten für Bluetooth SIGSmart Home, mobile Anwendungen
DECT ULE1,9 GHzExklusives Frequenzband, hohe Sicherheit und Reichweite, spezielle ICs und Entwicklungstools notwendigSmart Home
EnOcean868 MHz, 2,4 GHzGeringe Leistungsaufnahme, für Energy Harvesting optimiert, für Punkt-zu-Punkt-Verbindungen, ID Vergabe durch EnOcean AllianceSmart Home, Industrietechnik
HomeMatic (BidCos)868 MHzWenig Anpassungsmöglichkeiten, als Funkmodule erhältlichSmart Home
KNX RF868 MHzFunkversion des KNX Busses für die Hausautomatisierung, zusätzliche Kosten für KNX AssociationSmart Home
LoRa, LoRaWAN868 MHzWeltweit verfügbar (in Varianten), Hohe Reichweiten, erweiterbare Funknetzwerke, sehr geringe Datenraten und keine EchtzeitübertragungSmart Meters, Smart Home
Lemonbeat868 MHzMikrocontroller-Betriebssystem für FunkvernetzungSmart Home
MIOTY868 MHzGeringe Datenraten, hohe ReichweitenIndustrietechnik
NeoMesh434 MHz, 868 MHz, 2,4 GHzAutomatisches Routing, speziell für FunknetzwerkeIndustrietechnik
RIIM868 MHz, 915 MHzIPv6-basiert, IEEE802.15.4 g/e Protokoll, direktes Verbinden mit Sensoren und AktorenIndustrietechnik
Ultra-wideband (UWB)3,5 bis 6,5 GHzHohe Datenraten bei geringen ReichweitenIndustrietechnik
VariomeshBeliebig, vorzugsweise SRD-Frequenzen 433 MHz, 868 MHz, 2,4 GHz, 5,8 GHzBeliebig konfigurier- und anpassbar, verteilte Netze mit wenig Daten, vielen Teilnehmern auf großer FlächeSmart Home, Beleuchtungssteuerung
Weightless-P868 MHzViele Teilnehmer, geringer StromverbrauchSmart Home, Industrietechnik
Wireless MBus / OMS868 MHzFunkversion des M-Busses, speziell zugeschnitten für Übertragung von Verbrauchsdaten / SubmeteringSmart Meters
WLAN / WiFi2,4 GHz, 5 GHzWeltweit stark verbreitet, geringe Reichweiten und hohe Datenraten, hohe Leistungsaufnahme, häufige Produktwechsel bei ModulenSmart Home, Datenübertragung für große Vielzahl von Anwendungen
ZigBee2,4 GHzWeit verbreitet, in verschiedenen Ausbaustufen anwendbar (IEEE 802.15.4)Smart Home, Industrietechnik
ZWave868 MHzGünstige Module, nur wenige BauteilherstellerSmart Home

Die direkte Verbindung zur Cloud

Wer ohne Gateway auskommen möchte oder muss, oder wenn Funkteilnehmer über ein großes Gebiet verteilt sind, kann eine direkte Verbindung mit einem IoT-Funknetzwerk genutzt werden. Hierfür fallen meist Nutzungsgebühren an. Die Tabelle zeigt übliche Funktechnologien und Anbieter (Auswahl).

Neben den nachfolgend genannten Funktechnologien sind Verbindungen in die Cloud auch via Anbindung der lokalen Funknetze über ein Gateway realisierbar. Im Falle von LoRaWAN, Weightless-P  oder WLAN kann dafür auch eine allgemein nutzbare Infrastruktur zur Verfügung stehen, die über Access Points den freien oder kostenpflichtigen Zugang zur Cloud ermöglicht.

Funktechnologie Frequenzen (Europa) Einige Eigenschaften Typische Anwendungen
Funkrufnetz466 MHz, POCSAGNur unidirektional (von Zentrale zum Teilnehmer), flächendeckend verfügbares Netz mit hoher DurchdringungAlarmierung, Signalisierung, Broadcast, StromPager
Mobilfunk (GSM, GPRS etc.)Mobilfunk-Frequenzbänder (3G, 4G)Weltweit verfügbar (in Varianten), Erfordert Mobilfunkmodem mit SIM, hohe Leistungsaufnahme, höhere DatenratenSmart Meters (Gateways), dezentrale Sensoren und Aktoren
Mobilfunk (NB-IoT, M1)Mobilfunk-Frequenzbänder (LTE, 4G)Weltweit verfügbar (in Varianten), Hohe Reichweiten, hohe DatenratenDezentrale Sensoren und Aktoren, Smart City
Sigfox868 MHzWeltweit verfügbar (im Ausbau), günstige Module, geringe Datenraten und Datenmengen, geringe LeistungsaufnahmeDezentrale Sensoren, Smart City