Der Irrgarten der Smart Home Standards

Immer mehr Leute reden davon, viele Anbieter wollen mitmachen. Doch wer kann da noch den Überblick behalten? Wir wollen versuchen, mit wenigen Worten etwas Klarheit in den Irrgarten der Smart Home Standards zu bringen.

Was Smart Home eigentlich ist, welche Funktionen und Nutzen es haben kann, das haben wir bereits in einem anderen Post beschrieben. Daher wollen wir in diesem Blogpost auf die verschiedenen Kommunikationsstandards eingehen, welche im Smart Home Bereich verwendet werden.

Smart Home Standards: Offen/ Geschlossen, kabellos/kabelgebunden

Grundsätzlich kann man dabei zwischen kabelgebundenen und kabellosen Kommunikationsarten unterscheiden, sowie offenen und geschlossenen Smart Home Systemen. Offen bedeutet in diesem Fall, dass verschiedene Hersteller mit einem gleichen Standard arbeiten und so auch untereinander kompatibel sind. Geschlossen bedeutet im Gegenzug, dass man sich für einen Hersteller, bzw. ein System entscheidet und nur die Produkte von dem Hersteller zu integrieren sind.

KNX – Vielseitig aber kostspielig

Wohl am verbreitetsten bei den kabelgebundenen Lösungen ist der KNX-Standard. KNX ist ein offenes, herstellerunabhängiges System, das die Kommunikation über ein Bus-System realisiert. Der wohl größte Nachteil bei KNX Systemen ist der hohe Anschaffungspreis und der hohe Installationsaufwand, im Vergleich zu Funk-Nachrüstlösungen.

Demgegenüber stehen viele verschiedene Funkstandards, die, wie der Name schon sagt, kabellos sind. Durch diese Funksysteme ist eine Nachrüstung in Häusern oder Mietwohnungen einfacher und in den meisten Fällen günstiger.

Im folgenden werden wir also die verschiedenen Funk-Standards näher beleuchten. Dabei werden wir zunächst auf die geschlossenen Systeme eingehen.

Homematic / Homematic IP – Eine Insellösung aus dem Ostfriesland?

Der in Deutschland am meisten verbreitete, geschlossene Funkstandard ist der HomeMatic Funkstandard. Homematic ist das Smart Home System der Firma eQ-3. Es gibt zum einen den älteren Homematic-Standard sowie den neueren Homematic IP Standard, welcher über eine Cloud gesteuert und bedient wird. Da alle Komponenten aus einer Hand kommen und ein großes Portfolio an Smart Home Geräten existiert, sind diese Geräte gut aufeinander abgestimmt. Der Nachteil an geschlossenen Systemen ist hier eindeutig, dass man sich mit dem Kauf eines solchen Produkts für ein „Ökosystem“ entscheidet, welches nur von dem Hersteller – in dem Fall eQ-3 – selbst entwickelt werden kann. 

WLAN & Bluetooth

Weit häufiger gibt es offene Funkstandards. Ein Beispiel für einen offenen Funkstandard ist WLAN, entwickelt und verwaltet von der WiFi-Alliance. Es können über WLAN Sensoren und Aktoren miteinander kommunizieren bei einer Reichweite von ca. 50m (bzw. bei Hauswänden entsprechend weniger). Aus diesem Grund ist ist die Kommunikation über WLAN stark verbreitet.

Einen ähnlich hohen Stellenwert hat der Bluetooth Standard. Hier ist die Reichweite geringer als bei WLAN, jedoch weist auch Bluetooth eine sehr hohe Verbreitung auf.

Sowohl WLAN als auch Bluetooth kennt man bereits aus dem Alltag, vom Smartphone oder im eigenen Zuhause, ohne dass dieses „smart“ ist. Dennoch lassen sich diese Funktechniken auch nutzen, um Geräte im Smart Home miteinander zu vernetzen. Dadurch können Geräte, die WLAN oder Bluetooth als Standard verwenden, auch direkt mit dem Smartphone mit Hilfe einer App kommunizieren.

Der Nachteil, sowohl an Bluetooth als auch an WLAN ist, dass der Stromverbrauch im Vergleich zu anderen Standards relativ hoch ist, sodass sich für Smart Home – Sensoren und Aktoren andere Standards eher bewehrt haben, bei denen der Stromverbrauch geringer ist. 

ZigBee, Z-Wave & EnOcean

Bei Laien eher weniger bekannt, aber im Smart Home Bereich dennoch sehr stark verbreitet ist der Standard Z-Wave. Im Jahre 2001 wurde es von dänischen Ingenieuren entwickelt und zählt heute zu den am weit verbreitetsten Standards zur Kommunikation im Smart Home. Die Z-Wave-Allianz hat hierfür umfangreiche Spezifikationen aufgestellt, die eine herstellerunabhängige Kommunikation von Z-Wave-zertifizierten Geräten ermöglichen. Weiterhin hat Z-Wave hat eine ähnliche Reichweite wie WLAN, nutzt aber eine andere Funkfrequenz, sodass die Störanfälligkeit geringer ist. Gleichzeitig besitzen Z-Wave-Produkte eine sehr geringe Stromaufnahme. 

Ein weiterer, verbreiteter Standard ist ZigBee. ZigBee wurde aus einem Zusammenschluss von vielen Unternehmen im Jahre 2002 geschaffen, um die weltweite Technologie im IoT (Internet of Things) Sektor voranzutreiben. ZigBee kann eine Reichweite von bis zu 75m erreichen und ist heutzutage ein wichtiger Standard im Smart Home Bereich.

Neben einer geringen Stromaufnahme zeichnet sich ZigBee vor allem durch die Verwendung des sogenannten Mesh-Networkings aus. Dies heißt, dass ZigBee-Geräte die Signale von Gerät zu Gerät übertragen können.  Hierbei wird ein Gerät, meistens ein Smart-Home-Hub, als ZigBee-Koordinator definiert.

Nun muss nur das nächst gelegene Gerät in Reichweite des Hubs sein. Dieses Gerät kann nun die Signale an Endgeräte übertragen, welche weiter entfernt gelegen sind und somit keine Funkverbindung zum Smart Home Hub benötigen. Kurzum: Mehr ZigBee-Geräte sorgen für eine bessere Reichweite und Zuverlässigkeit. Durch dieses vermaschte Netzwerk lassen sich theoretisch Entfernungen von mehreren Kilometern überbrücken.

Enocean ist ein aktuell eher gering verbreiteter Standard, der sich durch die Verwendung von „energy harvesting“ auszeichnet. Hierbei wandeln Energiewandler beispielsweise Bewegungsenergie in elektrische Energie um. Der Standard ist somit vor allem für Sensoren attraktiv, da die Geräte weitgehend batterielos kommunizieren und entsprechend wartungsarm sind.

Es gibt noch eine Vielzahl weiterer Smart Home Standards. Mit den oben genannten, weit verbreiteten Kommunikationsarten wird jedoch ein Großteil der Hausautomationen in Deutschland abgedeckt.

Wir hoffen, wir konnten euch ein wenig Klarheit in den Irrgarten der Kommunikationsstandards bringen!