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Kampf der Titanen bei IoT: Bluetooth 5 gegen Wi-Fi HaLow

Das IoT ist nicht mehr aufzuhalten. Ob Bluetooth 5 oder Wi-Fi die Vormachtstellung bei den Netzwerken haben wird, ist noch nicht ganz klar.

Die schnell wachsende Anzahl der IoT-Geräte (Internet of Things/Internet der Dinge) hat die Aufmerksamkeit auf zwei populäre Netzwerkstandards gelenkt. Das sind Bluetooth und Wi-Fi. Beide Parteien versuchen nun, aus den herkömmlichen Nischen auszubrechen und die Marktführerschaft in Sachen IoT zu übernehmen. Ersteres zielt dabei auf Verbraucher und Letzteres auf Unternehmen.

„Wir befinden uns in Sachen IoT-Einsatz in einer frühen Phase. Bei den Netzwerkverbindungen haben sich sowohl Bluetooth als auch Wi-Fi als mögliche Marktführer hervorgetan.“, meint Nolan Greene, leitender Analyst bei IDC.

Die Wurzeln der beiden Standardtechnologien und deren grundlegende Funktionalität sind ziemlich verschieden. Im Jahre 1994 rief Ericsson Bluetooth ins Leben. Ursprünglich sollte es eine drahtlose Kommunikationsalternative zu RS232-Verbindungen sein. Die Netzwerkoption wurde vom IEEE als Teil des Standards 802.15.1 entwickelt. Bluetooth liegt aber nun in den Händen der SIG (Special Interest Group). Sie entwickelt Standards und führt Konformitätstests durch. Mehr als 30.000 Anbieter haben ihre Waren von der Gruppe absegnen lassen.

Bluetooth arbeitet im Frequenzband 2,4 GHz. Die Technologie wurde populär, weil sie einfach und kostengünstig ist sowie stromsparendes Netzwerken ermöglicht. Bluetooth hat einen kleinen Formfaktor, unterstützt einen einfachen Netzwerk-Stack und verbraucht zwischen 25 und 100 Prozent weniger Strom als Wi-Fi. Bluetooth hat sich bei der Übertragung von kleinen Datenmengen zwischen zwei und einer Handvoll an Geräten, die sich in der näheren Umgebung befinden, als nützlich erwiesen. Viele Bluetooth-Anwendungen fokussieren sich auf Verbraucher. Telefon-Headsets sind ein bekanntes Beispiel.

Zu wenig Bandbreite: Nun kommt Bluetooth 5 ins Spiel

Eine Herausforderung von Bluetooth war die limitierte Bandbreite. Frühe Versionen von Bluetooth lieferten 800 Kbps. Die nächste Version, Bluetooth 5, wurde im Juni 2016 angekündigt und wird Ende 2016 oder Anfang 2017 verfügbar sein. Damit wird die momentane Spitzengeschwindigkeit auf zwei Mbps verdoppelt. Die Reichweite vervierfacht sich und die Netzwerkkapazität steigt sogar um 800 Prozent.

Eine weitere Herausforderung war die Erstellung von großen Bluetooth-Netzwerken. In der Regel hat dieser Ansatz eine Handvoll Geräte in einem geschlossenen Netzwerk verbunden. Das sogenannte Bluetooth-Pairing erforderte weiterhin, dass Anwender drahtlose Verbindungen etablierten. Bluetooth 5 unterstützt verbindungslose Datentransfers. Die Geräte sind intelligent genug, um die für die Übertragung der Information notwendige Verbindung zu analysieren. Unternehmen können bis zu 64.000 Geräte in einem Bluetooth-Netzwerk betreiben. Das behauptet Errett Kroeter, Vizepräsident Marketing bei Bluetooth SIG.

Sicherheit war eine weitere Schwachstelle. Bluetooth 5 unterstützt Verschlüsselung. Der Einsatz dieser Funktion und die Integration mit Security-Lösungen in Unternehmen ist für Firmen herausfordernd.

Ein drahtloser IP-Netzwerkstandard entsteht

Wi-Fi wurde offiziell im Jahre 1997 gestartet. Unternehmen suchten nach Möglichkeiten, ihre IP-Netzwerke drahtlos miteinander verbinden zu können. Das IEEE beaufsichtigte die Entwicklung des Standards, der unter der Nomenklatur 802.11x definiert ist. Seit dem Jahr 2000 hat die Wi-Fi Alliance mehr als 30.000 Produkte zertifiziert und es wurden Milliarden an Wi-Fi-Verbindungen implementiert.

In der Regel arbeiten Wi-Fi-basierte Netzwerke in den Bändern 2,4, 3,6 und 5 GHz. Dabei unterstützen Sie Übertragungsraten von Hunderten an Mbps und sogar Gbps. Bei Wi-Fi hängt die maximal Anzahl der Verbindungen von den drahtlosen Routern ab. Sie sind so entwickelt, dass sie mehrere Verbindungen verarbeiten können. Mit dieser Netzwerkoption lassen sich Informationen über Distanzen von bis zu 100 Metern übertragen. Das ist dreimal so weit wie bei Bluetooth. Wi-Fi hat im IoT-Bereich das Interesse geweckt. Firmen versuchen die Intelligenz bei IP und Netzwerken zu erweitern. Sie wollen nicht mehr nur auf dumme Geräte für die Übertragung und die Verteilung der Netzwerke setzen. Das sagt Kevin Robertson, Vizepräsident von Marketing der Wi-Fi Alliance.

Die Sicherheitstandards bei Wi-Fi haben sich im Laufe der Jahre verbessert. Wired Equivalent Privacy (WEP) und Wi-Fi Protected Access (WPA) sind die beiden Security-Methoden, die am häufigsten eingesetzt werden. Ersteres gilt allerdings schon länger als nicht mehr sicher. Ein sicheres Wi-Fi-Netzwerk aufzusetzen erfordert in der Regel aber einen Profi. Das sind individuelle Personen mit viel technischem Wissen in Sachen Netzwerkkonfiguration und Security-Lösungen.

Stromverbrauch ist ein weiterer Nachteil im Wi-Fi-Bereich. Es lassen sich mehr Daten über längere Distanzen übertragen und die Security ist robuster. Das aber verlangt nach Strom und die Akkulaufzeiten sind entsprechend kürzer.

Der HaLow-Effekt

Viele IoT-Geräte wie zum Beispiel Sensoren und Wearables sind klein und haben keinen Zugriff auf eine permanente Stromversorgung. Um die Anforderungen des Marktes zu befriedigen, hat die Wi-Fi Alliance Wi-Fi HaLow im Januar 2016 auf der Consumer Electronics Show angekündigt. Es operiert im Band 900 MHz. Eine neue darin enthaltene Funktion ist ein Ruhemodus. Das hilft bei der Verlängerung der Akkulaufzeit. Ein weiterer Vorteil bei der Benutzung des unteren Teils des drahtlosen Frequenzspektrums ist, dass diese Netzwerkverbindungen physische Barrieren wie zum Beispiel Wände durchdringen können.

Wi-Fi HaLow bringt aber ganz eigene Probleme mit sich. Zunächst einmal ist beim Einsatz einer Lösung mit 900 MHz eine separate Overlay-Kommunikationsinfrastruktur notwendig. Damit sind Access Points gemeint, die sich von existierenden Wi-Fi-Netzwerken unterscheiden. Das darunterliegende Internetprotokoll ist gleich, allerdings unterscheidet sich die Art, wie die Bits eingepackt werden. Deswegen benötigen Firmen Erweiterungen für bestehende Lösungen oder neue Produkte, um die Verbindungen mit Wi-Fi HaLow überwachen und managen zu können. Darüber hinaus gibt es global gesehen noch weitere Hürden. In Teilen von Europa, Australien und Asien ist das Band 900 MHz nicht für den kommerziellen Einsatz verfügbar.

Ein verlängertes Zeitfenster für die Einführung ist ein signifikantes Problem für Wi-Fi HaLow. Die Wi-Fi Alliance will im Jahre 2018 damit beginnen, Produkte für HaLow zu zertifizieren. „Wi-Fi HaLow scheint durch den Prozess für die Standardisierung aufgehalten zu werden“, meint Mark Hung, Research-Vizepräsident bei Gartner.

In der Zwischenzeit werden Konkurrenten wie Bluetooth 5 ihre Kundenbasis ausbauen. Deswegen haben sie in der frühen Phase der kleinen IoT-Geräte einen Vorteil. Tatsächlich warten mehr als 371 Millionen IoT-Geräte mit aktiviertem Bluetooth darauf, bis 2020 ausgeliefert zu werden. Das behauptet zumindest ABI Research.

Bis zum jetzigen Zeitpunkt haben sich Bluetooth und Wi-Fi in verschiedenen Bereichen bewegt. IoT bringt die beiden Technologien aber näher zusammen. Wi-Fi hat dabei Funktionen, die eher für Unternehmen interessant sind. Bluetooth scheint das Momentum im Verbrauchersektor für sich zu beanspruchen. Die beiden fangen an, im Territorium der anderen Technologie zu wildern. In Zukunft sind die beiden eher Konkurrenten als sich gegenseitig zu ergänzen.

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Artikel wurde zuletzt im September 2016 aktualisiert

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