Funkstandards für das Smarthome

Antennen

Wer keine Kabel für seine Hausautomatisierung ziehen will oder kann, greift auf Funkverbindungen zwischen den Smarthome-Geräten zurück. Wie immer beim Thema Smarthome gibt es auch hier keinen einheitlichen Standard für alle Funkkomponenten. Was der Unterschied zwischen den verschiedenen Funkstandards ist und was deren Vor- und Nachteile sind soll dieser Artikel beleuchten.

Funkverbindung – Allgemeines

Funkwellen breiten sich wie aus wie Licht und genau wie Wände das Licht aufhalten, werden auch Funkwellen durch Wände gebremst. WLAN beispielsweise hat je nach Antennenkonfiguration eine Freifeldausbreitung (Reichweite ohne Hindernisse zwischen Sender und Empfänger) von bis zu 300 m. Aus dem praktischen Betrieb, wissen die meisten, dass spätestens nach der vierten Wand Schluss mit der WLAN-Verbindung ist. Meistens beträgt die Reichweite in der Praxis nur ca. 15 Meter.

Natürlich spielt auch die Qualität der Hindernisse eine Rolle bei der Ausbreitung. Eine Leichtbauwand mit Holzständerwerk wird einfacher durchdrungen als eine Stahlbetonwand mit viel Eisen.

Je höher die Frequenz (je größer die Mhz-Zahl) des Signals ist, desto schlechter dringt es durch Hindernisse.

Funkverbindung – Spezielles

Ob die Smarthome-Komponenten miteinander reden können, hängt nicht nur von den physikalischen Ausbreitungsbedingungen ab, auch die verwendete Technik hat einen großen Einfluss auf die Reichweite.

Routing

Manchmal reden Sender und Empfänger nur direkt miteinander, in anderen Fällen werden die gesendeten Daten von allen Empfängern in Reichweite angenommen und danach weitergegeben. Die Daten erreichen so ihr Ziel auch über Zwischenstationen. So können Geräte miteinander reden, zwischen denen keine direkte Funkverbindung möglich ist. Der Fachbegriff dafür ist Routing.

Begrenzungen durch Standards

Im europäischen ISM-Band bei 868 Mhz dürfen die Geräte maximal 1 % der Zeit senden, um auch anderen Geräten die Kommunikation zu ermöglichen. 1 % ist gleichbedeutend mit 36 Sekunden je Stunde. Wird dieses Limit überschritten, stellen die Sender für eine gewisse Zeit das Senden ein.

Frequenzbelegung

Manche Freuquenzbänder sind stärker belegt als andere. Je mehr Geräte sich ein Frequenzband teilen müssen um so höher ist die Gefahr von Störungen. Gerade das 2,4 Ghz-Band ist recht stark belegt.

Funkstandards nach Frequenzen

433 Mhz

  • ELRO Home Easy
  • Die meisten einfachen Baumark-Funksteckdosen funken in diesem Bereich.

868 Mhz

In diesem Frequenzbereich funken die meisten relevanten Geräte für die Hausautomation:

  • FS20, günstiges unidirektionales Einsteigersystem von eQ3
  • BidCos, der Homematic-Standard
  • EnOcean, batterielose Sender
  • Z-Wave, Standard der Z-Wave Alliance, mehr als 1000 Komponenten, Hersteller u. a. Danfoss, Fibaro, Devolo und Merten
  • KNX-RF
  • ZigBee, Standard der ZigBee-Alliance, einem Zusamnnschluss von knapp 250 Firmen, u. a. Lightify, Miele, Philips Hue, Qivicon
  • RWE Smarthome
  • Kopp Free Control
  • io-homecontrol, u. a. Somy und Velux

1,9 GHz

  • DECT, hauptsächlich durch schnurlose Telefone bekannt. Aber auch die Funksteckdosen von AVM arbeiten mit diesem Standard.

2,4 GHz

  • WLAN, nur eine Randerscheinung im Smarthome, für batteriebetriebene Geräte zu hoher Stromverbrauch.
  • Bluetooth, auch nur eine Randerscheinung im Smarthome.
  • ZigBee, s. o.

5 GHz

 Übersicht über die verschiedenen Funkstandards

Name Frequenz (MHz) Datenrate (kb/s) Verschlüsselung proprietär max. Reichweite (m)
Bluetooth 2400 720  AES-128 nein 100
BidCos 868  9,6 AES ja  200
DECT 1900  800 AES nein  50
EnOcean 868 125 keine nein 300
FS20 868 keine ja  100
io-homecontrol 868  4,8 AES-128 ja  30
Kopp Free Control 868 ja  150
WLAN 2400, 5000 600.000 ja nein 100
ZigBee 868, 2400 20/250 AES-128 nein 75
Z-Wave 868 9,6 keine nein 150

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