IoT-Infrastrukturen: Die richtigen Protokolle und Standards liefern die Grundlage für effektiven Betrieb

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Das IoT setzt sich immer mehr durch. Das gilt für die Bereiche Smart Home, Smart City und auch in der Industrie. Diese Technik ermöglicht automatisierte Abläufe. Daten werden mit unterschiedlichen Sensoren erfasst und an zentraler Stelle ausgewertet. Von dort aus werden Aktoren gesteuert, die dann bestimmte Aufgaben ausführen. Die IoT-Geräte arbeiten schon nahezu autonom. Allerdings gibt es derzeit noch immer zahlreiche unterschiedliche IoT-Protokolle. Diese führen dazu, dass es nicht so einfach ist, einheitliche IoT-Infrastrukturen einzuführen.

Sicherheit und Energieverbrauch der IoT-Geräte

Bei der Auswahl der passenden IoT-Protokolle spielen die Datensicherheit sowie der Energieverbrauch der einzelnen IoT-Geräte entscheidende Rollen. Da einige IoT-Infrastrukturen sehr umfangreich aufgestellt sind, sollte der Verbrauch möglichst gering sein. Inzwischen gibt es schon erste Ergebnisse mit Komponenten, die ihre Energie durch Induktion oder Kinetik selbst erzeugen, aber diese befinden sich noch in der Testphase.

Bei der Sicherheit der Kommunikation kommt es hauptsächlich darauf an, dass die einzelnen Geräte innerhalb einer Infrastruktur sicher miteinander kommunizieren können. Zudem soll eine Kommunikation mit den Gateways ermöglicht werden. Dazu wird einerseits eine große Reichweite gewünscht. Andererseits sollten aber auch keine benachbarten Infrastrukturen Daten abgreifen oder in die eigene Infrastruktur senden können. Deshalb stehen die Hersteller noch vor großen Herausforderungen.

Bekannte IoT-Protokolle werden immer noch gerne eingesetzt

Zu den bekanntesten Übertragungsprotokollen gehören Bluetooth und WLAN. Bei der Funkübertragung per Bluetooth wird nur wenig Energie verbraucht. Allerdings ist die Reichweite stark begrenzt. Deshalb wird dieser Standard meistens nur in den unteren Ebenen der IoT-Infrastrukturen eingesetzt. Für das IoT gibt es eine spezielle Variante dieser Technik, die BLE bezeichnet wird. Die Abkürzung steht für Bluetooth Low Energy. Dieser Standard verbraucht noch weniger Energie als das konventionelle Bluetooth.

WLAN kennt nahezu jeder, der zu Hause das Internet nutzt. Die Übertragungsraten sind sehr hoch, sodass es problemlos möglich ist, größere Datenmengen zu verarbeiten. Im IoT spielt WLAN insbesondere bei den Anwendungen auf kleineren Räumen eine wichtige Rolle.

IoT-Infrastrukturen über das Mobilfunknetz

Sehr oft werden IoT-Geräte über das Mobilfunknetz miteinander verbunden. Dazu eignen sich sowohl das 4-G-Netz als auch das neuere 5-G-Netz. Der Vorteil besteht darin, dass es keine räumlichen Beschränkungen mehr gibt. Die Daten können über große Entfernungen hinweg ausgetauscht werden. Zudem sind riesige Datenmengen möglich. Der Nachteil besteht jedoch in den hohen Kosten.

Advanced Message Queing Protokoll oder AMQP

Zahlreiche IoT-Infrastrukturen werden mit dem AMQP von JP Morgan aufgebaut. Dieses IoT-Protokoll bietet einige Vorteile. Es eignet sich daher insbesondere für sämtliche Systeme, die eine Cloud als Basis nutzen. Daher können mit diesem Protokoll unterschiedliche Übertragungstechniken zusammengefasst werden. Auf diese Weise lassen sich IoT-Geräte, die mit langsameren und älteren Übertragungsstandards arbeiten, mit modernen Geräten kombinieren. Auf welcher Art und Weise die Daten in die Cloud gesendet werden, spielt keine große Rolle mehr.

Da mit dieser modernen Technik große Datenmengen in Echtzeit ausgewertet werden können, wurde sie zunächst hauptsächlich im Finanzsektor eingesetzt. Inzwischen nutzen aber auch schon diverse andere Branchen das AMQP und richten ihre IoT-Infrastrukturen damit ein.

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