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WLAN als günstige Verbindungsoption für IoT-Anwendungen

Der IEEE-Standard 802.11 dient als kostengünstige Option zur Verbindung von IoT-Geräten über WLAN. Neue stromsparende Versionen eignen sich für mehr IoT-Anwendungen.

Angesichts des rasanten Wachstums des Internets der Dinge (IoT) und der Herausforderungen bei der Integration neuer und älterer Technologien bietet Wi-Fi für das IoT eine einfache und kostengünstige Standardoption für IT-Experten.

IEEE 802.11 ist der Standard für WLANs, allgemein unter dem Marketingbegriff Wi-Fi bekannt. Entwicklungsteams verwenden WLAN für IoT-Sensoren und -Geräte vor allem wegen seiner Allgegenwärtigkeit und extrem niedrigen Kosten.

Unternehmen nutzen den Standard in vielen gängigen IoT-Anwendungen und Verbrauchergeräten, wie vernetzten Thermostaten, Sicherheitskameras, Stromzählern und Gesundheitssensoren. Der Großteil der angeschlossenen Geräte läuft wahrscheinlich mit einer Implementierung des 802.11-Standards.

Wie Wi-Fi für IoT funktioniert

Wi-Fi für IoT unterscheidet sich von anderen Protokollen und Standards durch seine Einfachheit und seinen Umfang. Der 802.11-Standard basiert auf einem Listen-before-Talk-Protokoll, was ihn stark und kostengünstig macht. Er erfordert keinen zentralen Controller. Viele Komponenten-, System- und Dienstanbieter können den Standard nutzen, um Produkte und Dienste schnell und kostengünstig bereitzustellen.

Abbildung 1: Die technischen Daten der stromsparenden WLAN-Standards IEEE 802.11ba, 802.11af und 802.11ah.
Abbildung 1: Die technischen Daten der stromsparenden WLAN-Standards IEEE 802.11ba, 802.11af und 802.11ah.

Die bisherigen 802.11-Standards haben jedoch Einschränkungen, wenn es um IoT-Geräte geht, darunter die begrenzte Reichweite von bis zu 100 Metern und der Stromverbrauch. Die Mitglieder der IEEE 802.11 Working Group arbeiteten daran, die Reichweite und Kapazität zu erhöhen sowie den Stromverbrauch zu reduzieren, damit IoT-Sensoren 10 Jahre lang mit einer einzigen kleinen Batterie betrieben werden können. Stromsparende WLAN-Standards für IoT-Anwendungen sind 802.11ba, 802.11af und 802.11ah. Eine Alternative ist IEEE 802.15.4 für Low Power Wireless.

Wie IEEE 802.11 entwickelt wurde

Die Grundlage für drahtlose LANs kann zurückverfolgt werden, als die Regulierungsbehörden für das Funkspektrum, wie in den USA die Federal Communications Commission (FCC), im Jahr 1985 kleine Teile des Funkfrequenzspektrums abtrennten und Regeln für den unlizenzierten Betrieb aufstellten.

Die Regeln bedeuten, dass Geräte drahtlos betrieben werden können, ohne den mühsamen Prozess der Zertifizierung durch die Regulierungsbehörde durchlaufen zu müssen. Das eröffnet den Herstellern die Möglichkeit, preisgünstige drahtlose Geräte zu entwickeln und zu verkaufen. Im Jahr 1987 begann die IEEE 802 mit der Arbeit an Through-Air-Medien, also drahtlosen Netzwerken, innerhalb der 802.4 Token Bus Working Group. Bald wurde klar, dass eine separate Arbeitsgruppe einen Wireless LAN-Standard entwickeln sollte.

Die 802.11-Arbeitsgruppe wurde 1990 von einer kleinen Anzahl von Personen mit technischem Fachwissen in den Bereichen Funkfrequenzsystemdesign, Silizium, Netzwerkschnittstellen, Systeme und vernetzte Anwendungen ins Leben gerufen.

Die Gruppe arbeitete sieben Jahre lang an dem ursprünglichen Standard, bevor er 1997 ratifiziert und veröffentlicht wurde. Seitdem ist die 802.11-Arbeitsgruppe auf Hunderte von aktiven Teilnehmern angewachsen, die den ursprünglichen Standard kontinuierlich verbessert haben, um zum aktuellen IEEE-Standard 802.11ax oder Wi-Fi 6 zu gelangen.

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