Industrial Networking Per Einchip-Transceiver und Sub-GHz-Band ins Internet der Dinge

Geringer Stromverbrauch und niedrige Datenraten kennzeichnen die Low-Power-Funktechnik. Sie basiert auf dem Standard IEEE 802.15.4 und ist zum Aufbau von Sensornetzwerken geeignet.

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Die drahtlose Low-Power-Datenkommunikation kommt in vielen Bereichen des Alltags zum Einsatz und ist zur Selbstverständlichkeit geworden. Vom ferngesteuerten Spielzeug über Babyfon-Anwendungen bis hin zur Hausautomatisierung reichen die Anwendungen des 2,4-GHz-Frequenzspektrums entsprechend dem IEEE-802.15.4-Standard.

Solche Designs wurden für Applikationen entwickelt, die eine kurze Reichweite und niedrige Datenrate benötigen. Im Gegensatz zu Wi-Fi und Bluetooth ist diese Technik insbesondere für Produkte vorgesehen, die einen sehr geringen Stromverbrauch verlangen und somit mehrere Jahre lang ohne Wartung mit einer einzigen Batterie funktionieren.

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Das entsprechende ISM-Band (Industrial, Scientific and Medical Band) des Funkspektrums ist mittlerweile allerdings überfüllt. Dieses Band teilen sich bereits unterschiedliche Anwendungen wie Mikrowellengeräte, Wi-Fi-Router und Bluetooth-basierte Headsets.

Es wurde daher zunehmend die Öffnung eines größeren Spektrums gefordert, um die Zuverlässigkeit und den Datendurchsatz der Verbindungen zu verbessern.

Die hier genutzten Verbindungsprotokolle sind speziell im Hinblick auf eine hohe Unempfindlichkeit gegenüber Interferenzen entwickelt worden und nutzen dazu spezielle Verfahren wie Kanalumschaltung und Spread-Spektrum, was allerdings einen Einfluss auf die Datenraten hat.

Als der erste IEEE-802.15.4-Standard im Jahr 2003 veröffentlicht wurde, definierte die Spezifikation insgesamt 16 Kanäle bei 2,4 GHz, einen Kanal bei 868 MHz und 10 Kanäle bei 928 MHz.

Im aktuellen Update ist die Anzahl der unterhalb von 1 GHz verfügbaren Kanäle erhöht worden. Anfangs nur für Europa und Nordamerika gedacht, werden die neuen Kanäle mittlerweile in Europa (drei Kanäle) und Nordamerika (30 Kanäle) ausgebaut.

Die neueste Version des IEEE-802.15.4-Standards sieht jetzt auch weitere Bänder unterhalb von 1 GHz für China (779 bis 787 MHz) und Japan (915 bis 930 MHz) vor.

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