Drahtlose Kommunikation Regeln für die EMV im Internet der Dinge

Immer mehr vernetzte Geräte kommunizieren über Sensoren miteinander. Vor allem der drahtlose Austausch dezentraler Sensoren erfordert künftig neue Regeln für die EMV. Aktuell gültige Normen müssen ebenfalls angepasst werden.

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Die Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) von Geräten ist eine zentrale Fragestellung auf dem Weg zur vernetzten Welt. Denn im Rahmen der fortschreitenden Entwicklung des Internet of Things (IoT) werden immer mehr vernetzte Geräte erwartet. Manche sprechen von der Produktion von einer Billion Sensoren pro Jahr bis 2020. Bis dieser Technologietrend vollständig in unseren Alltag integriert ist, sind jedoch noch einige Herausforderungen zu bewältigen. So müssen die Geräte verschiedener Hersteller künftig reibungslos miteinander kommunizieren können. Zudem wird sich die große Zahl vernetzter Geräte und dezentraler Sensoren auf die Elektromagnetische Verträglichkeit auswirken. Unter diesen Gegebenheiten müssen mittelfristig auch die EMV-Normen angepasst werden.

Die Anforderungen steigen mit den vernetzten Produkten

Die meisten der von den Herstellern im Rahmen von IoT-Anwendungen verbauten Sensoren werden ihre Daten drahtlos übertragen. Bei dieser großen Anzahl von dezentralen Sensoren ist damit zu rechnen, dass die EMV-Probleme zunehmen. Sensoren reagieren naturgemäß auf EMV-Störungen empfindlich, dabei wächst die Problematik mit der Anzahl der Sender. Eine weitere Ursache für vermehrte Störungen ist der hohe Kostendruck, der den einen oder anderen Hersteller dazu veranlassen könnte, auf einen ausreichenden EMV-Schutz zu verzichten bzw. diesen nur unter sehr eingeschränkten Bedingungen garantieren kann.

Um hier für ausreichend Sicherheit zu sorgen, gibt es international abgestimmte Normen. Sie beschreiben Anforderungen an die Basisgeräte. Generell kann man sagen, dass eine Waschmaschine eine Waschmaschine bleibt, auch wenn sie plötzlich über eine Schnittstelle, wie beispielsweise WLAN, mit dem Internet vernetzt ist. Darüber hinaus müssen die Geräte bei Einsatz von Funkmodulen auch die Anforderungen an die Funkanlagen erfüllen. Das sind grundsätzliche Anforderungen für eine effiziente Nutzung des Funkspektrums, Anforderungen an die Funkparameter wie Leistung und Nebenaussendungen sowie Anforderungen an den Einfluss durch Funkwellen auf den menschlichen Körper.

EMV-Normen und Prüfungen müssen angepasst werden

Die aktuell gültigen Normen müssen hinsichtlich drei verschiedener Aspekte verfeinert werden: Da sich die Frequenzen von Funkanlagen aufgrund der zunehmenden Anzahl immer weiter nach oben verschieben, müssen erstens auch die Prüffrequenzen angepasst werden. Dem Nutzer hilft es letztendlich wenig, wenn zwar die Normen eingehalten werden, das Gerät selber aber nicht mehr funktioniert. Eine zweite Entwicklungsmöglichkeit ist die intelligente Steuerung von Sendern. Diese sollen nur so viel Sendeleistung erzeugen, wie für die Übertragung tatsächlich benötigt wird. Drittens müssen auch die Störfestigkeitsprüfungen angepasst werden. In den meisten Fällen erfolgt die Prüfung der Einstrahlstörfestigkeit mit AM-Modulation, dies wird aber nur noch bei MW/KW-Rundfunksendern und bei Flugfunk verwendet.

Darüber hinaus müssen die EMV-Labore praxisgerecht zu prüfen. Es ist wichtig, entsprechende Gegenstellen aufzubauen, reale Verbindungen herzustellen und dabei die Qualität der Übertragung zu überprüfen. Damit sind Investitionen in die Simulatoren notwendig, die auch alle möglichen Übertragungsarten, Datenraten und Modulationen beherrschen und auch bewerten können. Ohne diese Werkzeuge werden sich in Zukunft auch einfache Geräte wie eine Waschmaschine nicht mehr norm- und praxisgerecht prüfen lassen. Dazu gehört auch das entsprechend geschulte Personal. Das muss in der Lage sein, die Geräte zu bedienen und die Ergebnisse zu bewerten. Die Hersteller müssen daher schon heute für künftige Änderungen der Normen vorbereiten, um rechtzeitig eine geeignete Infrastruktur und entsprechend kompetente Mitarbeiter vorweisen zu können.

* Eduard Stangl ist Technischer Leiter der CSA Group Bayern GmbH.

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