Ein Ausblick in Richtung IoT

Was bedeutet, kurz zusammengefasst, IoT? Nichts anderes, als Geräte untereinander zum Kommunizieren zu bringen, in diesem Fall über das Internet. Dinge direkt mit dem Internet zu verbinden und so einen einfacheren Zugang zu Informationen zu erhalten, ist der aktuelle Trend, der durch die Digitalisierung vorangetrieben wird. Alle Geräte ans Internet zu hängen, hört sich im ersten Moment toll an. Bei genauerer Betrachtung sind aber vor allem vier Aspekte wichtig:

• Erstens die Sicherheit vor dem Zugriff von aussen. Sie muss sehr genau betrachtet werden, nimmt doch mit steigender Verbreitung einer Technologie auch die Wahrscheinlichkeit zu, dass Geräte gehackt werden und sich unbefugte Personen Zugriff auf sensible Daten verschaffen wollen.

• Zweitens die Interoperabilität, das heisst die Möglichkeit, Geräte unterschiedlicher Hersteller im gleichen Netz zu verbinden. KNX ist dafür ein gutes Beispiel.

• Drittens die Art der Vernetzung. Drahtgebundene Technologien sind für Nachrüstungen nicht ideal. Funk wäre eine naheliegende Lösung, weil sie die Geräte flexibel platzierbar und unabhängig von einer fixen Verdrahtung macht, wenn da nicht das Problem der Energieversorgung wäre.

• Die Energieversorgung ist folglich der vierte Punkt. Denn aufgrund der steigenden Anzahl der vernetzten Geräte steigt auch der Energiebedarf des Systems. Natürlich benötigt auch eine funkbasierte Vernetzung Energie – je nach eingesetzter Technologie. WLAN ist deshalb keine Alternative, da der Energiebedarf dafür zu hoch wäre.

Thread als energieeffizientes Netzwerk

Geräte in einem Heimnetzwerk herstellerübergreifend zu vernetzen, ist also nicht ganz trivial: Die Verbindung muss unterbrechungsfrei und sicher sein und wie erwähnt möglichst wenig Energie verbrauchen.

Die in der Branchenorganisation Thread vertretenen Hersteller wollen das garantieren, indem sie ein spezielles Augenmerk auf den Energieverbrauch der Sensoren legen. Denn viele dieser Sensoren sollen zukünftig mit Batterie gespeist werden. Thread basiert auf einem Mesh-Netzwerk (Maschennetzwerk), das sich, wie es für die Geräte (Sensoren und Aktoren) am besten eignet, selbstständig, sicher und zuverlässig via Funk im ganzen Haus aufbaut. Dank dieses Vorgehens kann die Sendeleistung der einzelnen Geräte situativ, und selbstständig durch die Geräte, optimiert werden. Fällt ein Knoten (Aktor oder Sensor) aus, sucht sich das Netzwerk einfach einen neuen Weg, um keine Lücke entstehen zu lassen. Thread geht davon aus, dass es in Zukunft eine Vielzahl von Produkten für das Smarthome unterstützen kann, zum Beispiel Beleuchtung, Zutrittskontrolle, Heizung, Klimatisierung, Energiemanagement und Sicherheit.

Interoperabilität ist sichergestellt

Die Interoperabilität von Thread wird durch sein Design mit bewährten, offenen Standards und IPv6-Technologie mit 6LoWPAN als Grundlage sichergestellt. IPv6 garantiert die Verfügbarkeit einer riesigen Anzahl IP-Adressen, was wichtig ist, weil alle Komponenten im Prinzip direkt im Internet verfügbar sein können und nicht mehr zwingend in einem Subnetz zuhause abgetrennt werden müssen. 6LoWPAN ist die Abkürzung für "IPv6 over Low Power Wireless Personal Area Network". Dieses Netzwerk ist zu vergleichen mit dem von Swisscom aktuell stark beworbenen Low Power Network (LPN). Beide Netze benötigen für den Betrieb der Sensoren viel weniger Energie als via Wi-Fi. Thread-Netzwerke werden derzeit noch mit einem Gateway zum Netzwerk beziehungsweise Internet abgeschlossen, weil sie sich um die Anwendungen in und ums Haus kümmern. Sie verwenden ein Authentifizierungsschema mit AES-Verschlüsselung, um Sicherheitslücken zu schliessen, die in anderen drahtlosen Protokollen unter Umständen existieren.

Bedeutung für die Praxis

Thread wird kurzfristig noch nicht in den Schweizer Markt der Gebäudeautomation eindringen. Es gibt im Moment also keinen Grund, auf Produkte zu warten, dafür ist die Technologie noch zu jung. Erste Geräte existieren in den USA und in der Schweiz allenfalls im Labor. Mittelfristig könnte die Branchenallianz aber Marktanteile gewinnen, deshalb gilt es, diese Technologie im Auge zu behalten. Die KNX Association hat sich aus diesem Grund bereits mit Thread an einen Tisch gesetzt und eine Kooperation vereinbart. An der Light and Building 2018 skizzierte sie Ideen, wie ein Thread-KNX-Gateway aufgebaut sein könnte und was der Nutzen einer solchen Anwendung wäre: die Integration von vernetzten IoT-Geräten in eine KNX-IoT-Installation. Vorstellbar ist ein Gateway von Thread zu KNX und von dort zu anderen Geräten der Haussteuerung und letztlich auch ins Internet.