Übertragungsmedium Funk im Smart Home
Frequenzbereiche 433 MHz, 868 MHz, 2,4 GHz, 5 GHz
Die Übertragungsart Funk wird überall dort eingesetzt, wo keine Kabel erlaubt sind oder der Aufwand für die Verlegung sehr hoch ist. Das betrifft insbesondere denkmalgeschützte Gebäude, wo ein Schlitzen der Wände nicht zulässig ist oder eine nachträgliche Verkabelung in die Substanz eingreifen würde.
Gallerie
Für die Nutzung von Frequenzen und für die Übertragung von elektromagnetischer Strahlung hat die Internationale Fernmeldeunion Regelungen verabschiedet. Das vorhandene Spektrum wurde in lizenzierte und nicht lizenzierte Frequenzbereiche aufgeteilt. Im lizenzfreien Bereich werden für die Gebäudeautomatisierung sowie für die Automatisierung im industriellen Bereich hauptsächlich die in der Skizze gekennzeichneten Frequenzen genutzt.
Bild: Baunetz, Berlin
Haupteinsatzgebiet ist die Nachrüstung
In den zahlreich existierenden Bestandsbauten wäre ein
nachträgliches Einbringen von Kabeln oftmals sehr aufwendig. Hier
bieten sich Funklösungen an, zumal die Komponenten aufgrund der
Massenproduktion mittlerweile sehr kostengünstig sind. Auch in
Neubauten, die mit kabelbasierten Smart-Home-Systemen ausgestattet
wurden, sind früher oder später Nachrüstungen erforderlich, seien
es neue Funktionalitäten oder auch bauliche Erweiterungen. Hier
lassen sich die vorhandenen Installationen gut mit Funkkomponenten
kombinieren und ergänzen.
Kostenfreie Frequenzbänder
Für die Nutzung von Frequenzen und für die Übertragung von
elektromagnetischer Strahlung hat die Internationale Fernmeldeunion
(ITU, International Telecommunication Union) Regelungen
verabschiedet. Das vorhandene Spektrum wurde in lizenzierte und
nicht lizenzierte Frequenzbereiche aufgeteilt. Unter den vielen
Smart-Home-Systemen, die bereits am Markt verfügbar sind, nutzen
die meisten die Übertragungsart Funk auf den vier dafür
freigegebenen Frequenzbändern: 433 MHz, 868 MHz, 2,4 GHz, 5 GHz.
Diese als ISM-Bänder (Industrial, Scientific and Medical Band)
bezeichneten Frequenzbereiche können lizenz- und genehmigungsfrei
genutzt werden.
Das niedrigste Frequenzband 433 MHz kann aufgrund der großen Wellenlänge Mauern und Wände leicht durchdringen und ist daher bei Reichweiten von etwa 30 Metern für Smart-Home-Anwendungen gut geeignet. Allerdings bietet das Protokoll keine Sicherheitsmechanismen gegen gegenseitige Störbeeinflussungen, sodass sich mehrere solcher Anwendungen in einem Mehrfamilienhaus gegenseitig stören und beispielsweise Fehlschaltungen beim Nachbarn verursachen können.
Wesentlich höhere Störsicherheit bei fast gleicher Reichweite bietet das Frequenzband 868 MHz, da es in mehr Unterbänder aufgeteilt ist. Daher wird es von den meisten Herstellern für hochwertige Smart-Home-Anwendungen in Deutschland und Europa verwendet.
Da das Frequenzband 868 MHz nur in Europa und im südlichen Afrika verfügbar ist, weichen viele Hersteller, um ihre Exportchancen zu verbessern, auf die weltweit zugelassenen Frequenzbänder 2,4 GHz und 5 GHz aus. Über diese hohen Frequenzen können einerseits hohe Datenraten übertragen werden, sodass beispielsweise über WLAN auch das Übertragen von Videos möglich ist. Andererseits ist aufgrund der kleinen Wellenlänge die Durchdringung von Wänden und Objekten viel geringer, sodass oftmals Repeater eingesetzt werden müssen, um die Signale im ganzen Haus empfangen zu können.
Beispiele für häufig genutzte Funksysteme in der Gebäude- und
Beleuchtungstechnik sind Zigbee, Z-Wave, EnOcean, WLAN, Bluetooth
sowie zahlreiche proprietäre Funksteuerungen (siehe unten:
Fachwissen zum Thema).
Fachwissen zum Thema
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