Low-Energy-Trends für das Internet of Things

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Bluetooth-Modul BLE113: Mit BT Smart 4.0 und 4.1 wurden neue Low-Power-Modi eingeführt.
(BlueGiga)

Es gibt jedoch noch eine Reihe weiterer Technologien, die als Plattform für IoT-Anwendungen in Betracht kommen. Mit dem Maschennetzwerk, das dasselbe 2,4-GHz-Funk-Frontend verwendet, sieht sich auch ZigBee als IoT-Schlüsseltechnologie. Im Gegensatz zu 6LoWPAN verwendet ZigBee jedoch einen Hub zur Vernetzung der IoT-Sensoren, obgleich die neueste Version IPv6 und mehr direkte Verbindungen sowie Low-Power-Modi mit höheren Datenraten unterstützt.

Darüber hinaus konkurriert Thread mit anderen Low-Power-Technologien, die für das Internet der Dinge entwickelt werden. Erst kürzlich brachte die Bluetooth Special Interest Group (SIG) zwei neue Low-Power-Versionen des Point-to-Point-Protokolls für Bluetooth Low Energy (jetzt „Bluetooth Smart“) auf den Markt. Mit BT Smart 4.0 und 4.1 wurden neue Low-Power-Modi eingeführt, die den Energieverbrauch bei der Vernetzung von Geräten reduzieren – 4.0 für persönliche Geräte wie Fitnessmonitore und 4.1 für IoT-Geräte mit größerer Reichweite. Nordic Semiconductor, Texas Instruments und CSR bieten Chips an, die Bluetooth 4.0 und 4.1 unterstützen und auch eine große Vielzahl von Modulen ist verfügbar von Lieferanten wie Anaren, BlueCreation, Bluegiga, Laird, Microchip, Panasonic und ST Micro.

Zum gleichen Zeitpunkt kam der Vorschlag der 6LoWPAN, Teile dieser Technologie in Bluetooth Smart zu integrieren.

Auch WiFi ist angesichts der Entwicklungen im Low-Power-Bereich nicht untätig geblieben. Die neueste Version des 802.11-Standards, der von drahtlosen Netzwerken in allen Teilen der Welt genutzt wird, arbeitet im Sub-GHz-Band, um Energie zu sparen und die Reichweite zu erhöhen. Bereits jetzt stellen sich viele der WiFi-Siliziumchip-Anbieter auf diese neue Technologie namens 802.11ah ein. Bei 802.11ah, das derzeit durch das IEEE geprüft wird, entfällt außerdem das regelmäßige Polling, das WiFi zu einer vergleichsweise energieintensiven Technologie werden ließ.

Die Kombination aus Low-Power-Modi, erheblich längeren Ruhemodi und einem Betrieb bei etwa 900 MHz macht WiFi im Bereich der Low-Power-Netzwerke für das IoT zu einem wichtigen Mitbewerber, da die Knoten automatisch eine Verbindung zu den vorhanden drahtlosen Netzwerken herstellen können.

Imagination Technologies entwickelte mit Blick auf Low-Power-Anwendungen eine konfigurierbare Funkverarbeitungseinheit (Radio Processing Unit, RPU), die Unterstützung für sämtliche WiFi-Protokolle – einschließlich 802.11ah – sowie für Bluetooth 4.0 und 4.1 und bei Bedarf auch für ZigBee bietet. Die Whisper-Architektur kombiniert einen konfigurierbaren Modemblock mit zahlreichen MAC-Funktionen, die von einem MIPS-Warrior-Prozessor verarbeitet werden.

Das RPU-Design soll gegen Ende 2014 zur Lizenzierung durch die Chip-Hersteller zur Verfügung stehen und bietet Geräteherstellern eine einheitliche Architektur, die sie je nach Produkt für unterschiedliche Standards konfigurieren können. So ist eine dedizierte 802.11ah-Implementierung in Zukunft beispielsweise nur halb so groß und energieintensiv wie ein vollwertiges 802.11n-WiFi-Design und kann darüber hinaus z. B. in Verbindung mit einem Bluetooth-Block verwendet werden. Imagination ist davon überzeugt, dass diese konfigurierbare Lösung der richtige Weg zur Reduzierung des Energieverbrauchs ist.

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