Übertragungstechnologien

====== Übertragungstechnologien für IoT-Anwendungen ======

Während wir in klassischen drahtlosen Datennetzwerken heutzutage hauptsächlich auf WiFi und Mobilfunk setzen, ist die Auswahl an Optionen im Bereich IoT wesentlich größer. Unterschiedliche Anforderungsprofile stellen besondere Herausforderungen, die nicht jede Übertragungstechnologie erfüllen kann.

===== Übersicht =====

* '''BLE (Bluetooth Low Energy)''': Eine drahtlose Technologie, die für kurze Distanzen und niedrigen Energieverbrauch optimiert ist.
* '''Sigfox''': Ein LPWAN (Low Power Wide Area Network) für IoT-Geräte, das sehr niedrigen Energieverbrauch und große Reichweite bietet.
* '''LoRaWAN''': Ein weiteres LPWAN, das für große Reichweite und niedrigen Energieverbrauch bekannt ist und sowohl in öffentlichen als auch in privaten Netzwerken betrieben werden kann.
* '''ZigBee''': Eine drahtlose Technologie, die für niedrigen Energieverbrauch und Mesh-Netzwerkfähigkeit bekannt ist, häufig in Heimautomatisierung und industriellen Anwendungen verwendet.
* '''WiFi''': Eine weit verbreitete drahtlose Technologie, die hohe Datenraten und gute Reichweite in Innenräumen bietet, aber einen höheren Energieverbrauch hat.
* '''Mobilfunk''': Technologie, die weltweite Abdeckung und hohe Datenraten bietet, aber auch hohen Energieverbrauch und Betriebskosten hat.
* '''Thread''': Ein IPv6-kompatibles Mesh-Netzwerkprotokoll, das für IoT-Anwendungen entwickelt wurde und hohe Sicherheit sowie Zuverlässigkeit bietet.
* '''Z-Wave''': Eine drahtlose Kommunikationsprotokoll, das hauptsächlich für Heimautomatisierung verwendet wird und niedrigen Energieverbrauch sowie gute Reichweite bietet.
* '''NB-IoT (Narrowband IoT)''': Ein LPWAN, das speziell für IoT-Anwendungen entwickelt wurde und in bestehenden Mobilfunknetzen betrieben wird, bietet große Reichweite und niedrigen Energieverbrauch.


===== Signifikante Stärken und Schwächen =====

==== BLE (Bluetooth Low Energy) ====
Pros:

* Sehr niedriger Energieverbrauch
* Weit verbreitet und unterstützt von vielen Geräten
* Gute Datenrate für kurze Distanzen

Cons:

* Begrenzte Reichweite (typischerweise bis zu 100 Meter)
* Kann Interferenzen in dicht besiedelten Gebieten haben


==== Sigfox ====
Pros:

* Sehr große Reichweite (bis zu 50 Kilometer in ländlichen Gebieten)
* Sehr niedriger Energieverbrauch
* Geringe Kosten für Module

Cons:

* Sehr geringe Datenrate
* Abhängigkeit von Sigfox-Netzabdeckung
* Begrenzte Nachrichtenanzahl (typischerweise 140 Nachrichten pro Tag)


==== LoRaWAN ====
Pros:

* Große Reichweite (bis zu 15 Kilometer in ländlichen Gebieten)
* Niedriger Energieverbrauch
* Flexibilität (kann in öffentlichen und privaten Netzwerken betrieben werden)
* Höhere Datenrate als Sigfox

Cons:

* geringer Datendurchsatz
* Komplexere Implementierung
* Anfällig für Interferenzen in dicht besiedelten Gebieten
* Kosten für Infrastruktur bei privaten Netzwerken


==== ZigBee ====
Pros:

* Niedriger Energieverbrauch
* Mesh-Netzwerkfähigkeit für erweiterte Reichweite und Zuverlässigkeit
* Weit verbreitet in Heimautomatisierung und industriellen Anwendungen

Cons:

* Begrenzte Datenrate
* Reichweite pro Knoten ist relativ kurz (typischerweise bis zu 100 Meter)
* Kann Interferenzen im 2,4 GHz-Band haben


==== WiFi ====
Pros:

* Hohe Datenrate
* Weit verbreitet und unterstützt von vielen Geräten
* Gute Reichweite in Innenräumen

Cons:

* Hoher Energieverbrauch
* Kann Interferenzen in dicht besiedelten Gebieten haben
* Sicherheitsrisiken bei unsachgemäßer Konfiguration


==== Mobilfunk ====
Pros:

* Sehr große Reichweite (weltweite Abdeckung)
* Hohe Datenrate
* Zuverlässige und stabile Verbindung

Cons:

* Hoher Energieverbrauch
* Hohe Betriebskosten (Datenpläne)
* Abhängigkeit von Mobilfunknetzabdeckung


==== Thread ====
Pros:

* Hohe Sicherheit und Zuverlässigkeit
* Mesh-Netzwerkfähigkeit
* Niedriger Energieverbrauch
* IPv6-Unterstützung

Cons:

* Begrenzte Verfügbarkeit von Geräten
* Komplexere Implementierung


==== Z-Wave ====
Pros:

* Niedriger Energieverbrauch
* Gute Reichweite (typischerweise bis zu 100 Meter)
* Mesh-Netzwerkfähigkeit

Cons:

* Begrenzte Datenrate
* Proprietäre Technologie (weniger offene Standards)


==== NB-IoT (Narrowband IoT) ====
Pros:

* Große Reichweite
* Niedriger Energieverbrauch
* Gute Gebäudedurchdringung
* Nutzung bestehender Mobilfunknetze

Cons:

* Begrenzte Datenrate
* Abhängigkeit von Mobilfunknetzabdeckung
* Höhere Latenz im Vergleich zu anderen LPWANs