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Title: Haushalt
Smart Home Funkstandards

Clever funken im Smart Home

Von der Beleuchtung über die Rollladen bis hin zum Rasenmäher Roboter lässt sich mittlerweile nahezu alles drahtlos vernetzen. Ganz so einfach wie es klingt, ist der Aufbau eines kabellosen Smart Homes aber nicht immer. Wir verraten, worauf man bei den Smart Home Funkstandards achten sollte.

© stockpics / Fotolia

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Die Zeiten, in denen man für sein neues Smart-Home-System zwangsläufig die verputzten Wände aufbrechen musste, sind vorbei. Von der Beleuchtung über die Rollladen bis hin zum Rasenmäher Roboter lässt sich mittlerweile nahezu alles drahtlos vernetzen. Ganz so einfach, wie es klingt, ist der Aufbau eines kabellosen Smart Homes aber nicht immer. Denn die Hersteller nutzen weiterhin unterschiedliche Funkstandards, die sich nicht ohne weiteres kombinieren lassen. Umso wichtiger ist es, dass man vor der Anschaffung auf den Funkstandard achtet.   

Welcher Funkstandard der beste ist fürs eigene Smart Home, lässt sich nicht pauschal sagen. Will man nur ein bis zwei Geräte vernetzen, können je nach Anforderung auch preiswerte Produkte aus dem DIY-Shop ausreichen. Die dort erhältlichen Wetterstationen, Garagentoröffner oder auch Funkschalter basieren mitunter auf den frei verwendbaren Frequenzen (433 MHz und 868 MHz) des sogenannten Baumarktfunks. Die Reichweite ist zumeist ausreichend und der Energieverbrauch eher gering. Allerdings reicht es oft nicht zu mehr als der Übermittlung eines simplen An/Aus-Befehls, und die Produkte sind aufgrund der verwendeten Frequenzen störanfällig. © ULE Alliance / Funknetze im Vergleich: links Baumarktfunk, mittig DECT, rechts WLAN: Die Zuverlässigkeit von Funknetzen beginnt bereits bei den Verkehrsregeln. Während z.B. bei WLAN alle Geräte auf allen Kanälen funken dürfen, oder mehrere Kanäle nutzen, gibt es nur bei DECT strenge Regeln welches Gerät zu welcher Zeit auf welchem Kanal senden und empfangen darf. Das schafft Stabilität und Sicherheit.

Letzteres trifft auch auf andere Smart-Home-Standards wie Zigbee, Bluetooth und auch WLAN zu – bei WLAN zumindest dann, wenn wie bei ZigBee und Bluetooth auf der 2,4-GHz-Frequenz gefunkt wird. Das führt oft dazu, dass die einzelnen Geräte sich gegenseitig stören – und sich zudem die Bandbreite teilen müssen mit sämtlichen Produkten in der Umgebung. Selbst der Nachbar kann somit zu einem Störfaktor werden. Bei neueren WLAN-Geräten besteht immerhin, je nach Modell und Hersteller, die Möglichkeit, statt des 2,4- das 5-GHz-Band zu wählen. Dieses ermöglicht nicht nur einen höheren Datendurchsatz, sondern wird auch seltener genutzt, sodass es unwahrscheinlicher ist, dass es zu Problemen mit dem Nachbarn kommt. Wichtig ist allerdings, dass sowohl das Gateway wie der WLAN-Router als auch das Endgerät beide Bänder unterstützen. Zur Not können USB-fähige Geräte mit einem entsprechenden USB-WLAN-Stick nachgerüstet werden. Wegen des hohen Verbrauchs eignet sich WLAN allerdings nicht für batteriebetriebene Smart-Home-Produkte und andere Lösungen, die auf einen geringen Verbrauch ausgerichtet sind.

Deutlich energiesparender kommt der Ultra-Low-Energy-Standard (ULE) daher, der auf DECT-Funk basiert und sich bei der drahtlosen Telefonie bewährt hat. Als universeller Smart-Home-Standard ermöglicht ULE auch die Übertragung von Sprache und Videos – und das sicher und über Herstellergrenzen hinweg. Von der ULE Alliance zertifizierte Geräte lassen sich nämlich auch dann kombinieren, wenn diese von verschiedenen Unternehmen stammen. So kann man genau die Komponenten wählen, die man nutzen möchte und ist nicht auf einzelne Produktserien eingeschränkt. Da das Smart Home zukünftig immer häufiger per Sprache gesteuert werden wird, dürften ULE-Smart-Homes – die nicht zwingend auf eine Internetverbindung angewiesen sind – schon bald noch weiter verbreitet sein.

© AVM / WLAN ist mit Abstand der wichtigste Funk im Heimnetzwerk.

WLAN – der Power-Funk

Für das Übermitteln großer Datenmengen wie Filme oder Downloads eignet sich WLAN perfekt. Fast jeder Verbraucher in Deutschland nutzt diesen Funkstandard, der über die Jahre stetig weiterentwickelt wurde. Statt wie in den Anfangsjahren bereits bei der Übertragung von ein paar Bildern ins Stottern zu kommen, können mit dem aktuell leistungsstärksten WLAN-Standard 802.11ac Wave 2 Brutto-Geschwindigkeiten von 1,7 Gbit/s im 5-GHz-Band erzielt werden. Auf der 2,4-GHz-Frequenz kommen parallel noch mal bis 800 MBit/s hinzu, wenn beide Bänder vom jeweiligen Gerät unterstützt werden.

Mit Google WiFi oder auch WLAN Mesh vom FRITZ!Box-Hersteller AVM kann mittlerweile das gesamte Haus nahtlos mit ein und demselben WLAN-Netz versorgt werden. Bewegt man sich etwa mit dem Smartphone oder Tablet von Zimmer zu Zimmer und verlässt dabei die eigentliche Reichweite der Basisstation, wie dem Router, übernehmen andere Einheiten wie ein WLAN-Repeater die Versorgung, ohne dass es dabei zu Verbindungsabbrüchen kommt. Neben WLAN unterstützten viele Router-Modelle von AVM und neuerdings auch Gateways von der Deutschen Telekom zusätzlich den deutlich sparsameren ULE-Standard für Smart-Home-Anwendungen.

 © Telekom / Die neue Telekom Home Base 2 kann alle ULE-zertifizierten Produkte steuern.

ULE – Die neue Hausnummer im Smart Home

Da ULE auf dem DECT-Standard basiert, der in der drahtlosen Telefonie seit langem weltweit den Ton angibt, verwundert es nicht wirklich, dass ULE prädestiniert ist für die Steuerung des Smart Homes per Sprache. Durch die Verwendung des geschützten Frequenzbands zwischen 1,8 und 1,9 GHz sind Interferenzen mit anderen Funkstandards und Smart-Home-Geräten ausgeschlossen. Wie der Name Ultra-Low-Energy bereits verrät, ist ULE zudem äußerst energiesparend, sodass Rauchmelder, Dimmer und andere batteriebetriebene Smart-Home-Geräte jahrelang mit ein und denselben Batterien betrieben werden können. Innerhalb des ULE-Netzwerks erhält übrigens immer das Gerät den Vorrang bei der Datenübertragung, das im jeweiligen Moment am wichtigsten ist. Von der ULE Alliance zertifizierte und mit einem entsprechenden Logo versehene Geräte lassen sich auch dann miteinander vernetzen, wenn sie von verschiedenen Unternehmen sind. Ein Knopfdruck reicht häufig aus, um die Verbindung herzustellen. Viele Verbraucher haben bereits eine ULE-Smart-Home-Basis zuhause – oftmals ohne es zu wissen. Denn DECT-Gateways wie Router können per Software-Update auch ULE-fähig gemacht werden – was einige Hersteller bereits getan haben. Damit wird es auch deutlich günstiger, ein eigenes Smart Home aufzubauen. © Telekom / Bewegungsmelder mit ZigBee-Funk auf 2,4 GHz.

ZigBee – Sicherheit weiterhin auf dem Prüfstand

Z-Wave gehört zu den Urgesteinen unter den Smart-Home-Funkstandards. Die Frequenzen liegen bei 864 MHz bzw. 2,4 GHz – und damit im Wettstreit mit WLAN, Bluetooth & Co. Das größere Problem dürfte jedoch sein, dass schon seit über zwei Jahren eine Sicherheitslücke bekannt ist, die bislang nicht geschlossen werden konnte. Ein weiteres Manko ist, dass eine herstellerübergreifende Vernetzung anders als bei WLAN oder ULE zumeist nicht möglich ist. Es besteht allerdings Hoffnung, dass sich dies mit ZigBee 3.0 ändern wird. Das ist allerdings noch Zukunftsmusik – und nicht garantiert. Hersteller, die auf andere Funkstandards setzen, dürften schneller Fortschritte erzielen, und somit auch die Verbraucher, die auf ein anderes Funk-Pferd setzen. © Fibaro / Smart Home Gateway von Fibaro zum Steuern von Z-Wave-Produkten.

Z-Wave – In Deutschland weiterhin nicht die erste Wahl

An Z-Wave-Produkten herrscht kein Mangel. Laut der Z-Wave Alliance wurden seit der Einführung des Standards vor über einem Jahrzehnt bereits mehr als 1.400 Produkte zertifiziert. Als einer der Vorreiter hat der Smart-Home-Markt dem Standard einiges zu verdanken. Allerdings konnte sich Z-Wave zumindest in Deutschland nie flächendeckend durchsetzen. Das könnte auch daran liegen, dass das dänische Unternehmen Sigma Designs mit dem proprietären Protokoll nicht den Geschmack bzw. Bedarf der hiesigen Verbraucher erkannt hat. Die geringe Bandbreite (868 MHz) dürfte ebenfalls nicht jedem gefallen. Mit 40 bis 150 Metern ist die Reichweite durchaus vorzeigbar – wenn auch nicht ganz in den Bereichen anderer Smart-Home-Standards. © Jabra / Freisprecheinrichtungen retten Leben und wären ohne Bluetooth undenkbar.

Bluetooth – der Lebensretter

Bluetooth ist für viele Pkw-Besitzer aus dem Auto nicht mehr wegzudenken. Wer eine Freisprecheinrichtung nutzt, nutzt ziemlich sicher auch Bluetooth – und trägt dazu bei, dass es zu weniger Unfällen kommt. Die Übertragung von Musik erfolgt oftmals auf demselben Weg. Das Steckenpferd dieses herstellerübergreifenden Funkstandards ist der geringe Stromverbrauch ebenso wie kurzfristige und schnelle Verbindungen. Nicht nur im Auto hat Bluetooth seinen Platz gefunden, sondern auch im Smart Home. Die Einsatzgebiete beschränken sich jedoch in der Regel auf Audio-Anwendungen. Auch Bluetooth funkt auf dem 2,4-GHz-Band – und ist entsprechend störanfällig. Stabilität ist somit nicht die Schokoladenseite dieses Funkstandards. Auch die Übermittlung von größeren Datenmengen überlässt man besser anderen. Dennoch hat Bluetooth einen Platz im Smart Home gefunden, wenn auch einen eingeschränkten.© Technoline / Viele Produkte nutzen den freien Frequenzbereich um 433 MHz für die drahtlose Kommunikation.

Baumarktfunk – der Name ist Programm

Um ein Garagentor zu öffnen oder einen Schalter per Funk umzulegen bzw. an- und auszuschalten, ist der sogenannte Baumarktfunk durchaus brauchbar. Dass man mit 488 bzw. 868 Megahertz keine 4k-Filme streamen kann, versteht sich jedoch von selbst. Die maximale Reichweite reicht je nach Hersteller von beachtlichen 100 Metern bis zu wenigen Metern, die selbst in kleinen Wohnungen mitunter ein Problem darstellen. Die Frequenzen sind besonders störanfällig. Für ein echtes Smart Home reicht es also nicht – eher für ein Smart Heimchen.   

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