Datenübertragung in Smart-Home-Systemen

Von einem Smart Home kann man sprechen, wenn die im Gebäude verwendeten Systeme, Geräte und Bedienelemente der elektrischen Anlage einschließlich der Beleuchtung, der Heizungs­-, Klimatisierungs­- und Lüftungsanlagen, der Rollladensysteme, der Kommunikations-, Multimedia­ und Sicherheitstechnik und nicht zuletzt die Elektrohaushaltsgeräte untereinander vernetzt und für bestimmte Aufgaben programmierbar sind, sowie mit Hilfe von Apps auch über das Internet gesteuert werden können.

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Am Markt erhältlich sind zahlreiche Smart-Home-Lösungen. Allen ist gemeinsam, dass verschiedene Komponenten – auch unterschiedlicher Gewerke – über bestimmte Übertragungsmedien vernetzt sind und miteinander kommunizieren können, wodurch ein besonderer Nutzen entsteht. Für einen Überblick ist es sinnvoll, die vielen Smart-Home-Lösungen nach dem Übertragungsweg zu unterscheiden. Die hauptsächlichen Übertragungsmedien für den Datenaustausch sind: Datenkabel, Funksysteme und Poweline Communication über vorhandene Stromkabel.

Datenkabel: Kupfer- oder Lichtwellenleiter

Die wichtigste und auch technisch sicherste Art der Vernetzung ist die Verbindung aller Komponenten über Kabel. Die heute etablierten Gebäudeautomatisierungssysteme, insbesondere die bekannten Bus-Systeme, nutzen bei Neubauten die Datenübertragung hauptsächlich über verdrillte Kupferkabel, die sogenannten Twisted-Pair-Kabel (wobei alle Bus-Systeme mittlerweile zusätzlich auch über Funk betrieben werden können). Lichtwellenleiter, also Glasfaserkabel oder Kunststoff-Lichtwellenleiter, werden hauptsächlich im Industriebereich zur Datenübertragung verwendet, im Gebäudebereich und besonders bei Wohngebäuden sind sie eher selten. Beispiele für Gebäudebussysteme sind KNX, LON oder LCN.

Funksysteme in verschiedenen Frequenzbereichen

Unter den vielen Smart-Home-Systemen, die am Markt verfügbar sind, nutzen die meisten die Übertragungsart Funk auf den vier dafür freigegebenen Frequenzbändern: 433 MHz, 868 MHz, 2,4 GHz und 5 GHz. Funk hat in der Praxis viele Vorteile, etwa wenn in Bestandsbauten eine nachträgliche Verkabelung nicht möglich ist. Zu den üblichen Funksystemen gehören u.a. Zigbee, Z-Wave, EnOcean, WLAN, Bluetooth sowie zahlreiche proprietäre Funksteuerungen.

Powerline Communication über vorhandene Stromkabel

Mit Powerline Communication (PLC) können die hochfrequenten Daten im sogenannten Huckepackverfahren über vorhandene Starkstromleitungen übertragen werden, indem diese der 50-Hz-Frequenz des Netzstroms aufmoduliert werden. Bei Powerline-Installationen müssen zusätzliche Maßnahmen wie Frequenzfilter und Phasenkoppler angewandt werden, um Störungen zu vermeiden und um zu gewährleisten, dass die Daten im Haus oder in der Wohnung bleiben und sich nicht unkontrolliert ausbreiten. PLC ist in Deutschland bislang wenig verbreitet und wird derzeit hauptsächlich für die Verlängerung von Internetanschlüssen über die 230-V-Leitung verwendet. Das System DigitalStrom arbeitet ebenfalls mit dieser Technologie. Dabei wird jedes elektrische Gerät oder System, das mit DigitalStrom kompatibel ist, über spezielle Adapter oder Module an das Stromnetz angeschlossen. Diese Module ermöglichen die Kommunikation über die Stromleitungen, wodurch eine Vernetzung der Geräte entsteht. Das Smart-Home-System Jung Home von Jung verwendet ebenfalls die herkömmliche 230-Volt-Leitung. Anders als bei DigitalStrom arbeitet Jung Home mit Systemeinsätzen und Aufsätzen, die die herkömmlichen Bedienstellen und Steckdosen ersetzen.

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