IP-Netzwerke als Fundament des Internet of Things (IoT)

Laut einer Studie von CISCO (2013) wird es im Jahr 2020 über 50 Milliarden vernetzte Geräte auf der Welt geben. Denn in den vergangenen Jahren hat sich viel auf dem Markt getan: WLAN-fähige Module werden immer kleiner, auch die Produktionskosten fallen stetig. Mit IPv6 können Milliarden von Geräten nun eine Kommunikationsadresse zugewiesen werden und nahezu alle modernen elektronischen Geräte verfügen über WIFI- und Mobilfunk-Konnektivität.

Durch die Vernetzung von verschieden Geräten im Internet of Things (IoT) bieten sich daher viele neue Möglichkeiten für die Gebäudeautomation – ob Sprachassistenten wie Alexa, Energymeter oder intelligente Lichtsteuerung wie Human Centric Lighting (HCL). Denn mit IoT werden im gesamten Gebäude relevante Informationen erfasst, miteinander verknüpft und im Netzwerk verfügbar gemacht. Sensoren und Taster nehmen im Haus Zustandsinformationen auf und speisen diese kontinuierlich in das Netzwerk ein, wo sie verarbeitet werden. Dies kann aber nur funktionieren, wenn im Gebäude ein geeignetes Netzwerk besteht – dieses bildet das Fundament für IoT-Anwendungen.

Eine Sprache für alle Geräte
Dabei ist es wichtig eine Infrastruktur zu nutzen, die besonders weit verbreitet ist. Ideal dafür geeignet sind IP-Netzwerke. Heutzutage haben so gut wie alle smarten Geräte eine IP-Schnittstelle. Sei es die Leuchte mit WLAN-Eigenschaft, die IP-Kamera oder sogar der Kühlschrank. Auch die Gateways zu anderen Systemen der Gebäudeautomation wie beispielsweise zum KNX Backbone, BACnet oder Zigbee verfügen über IP-Schnittstellen.

Genaue Analyse der Datennutzung
Bevor das IP-Netzwerk aufgebaut wird, sollte der Installateur allerdings genau festlegen, wie die Datenübertragung erfolgen soll. Gibt es viele Netzwerke im Gebäude? Wie viele Teilnehmer greifen auf das Netzwerk zu? Welche Reichweite wird benötigt? Diese Faktoren sind häufig sehr individuell zu betrachten. Bei hohen Datenübertragungsraten sind eher Kabel zu empfehlen. An schwer zugänglichen Stellen oder im Zuge einer Nachrüstung eignet sich der Einsatz von WLAN häufig besonders gut. Ist das Netzwerk einmal falsch konzipiert worden, ist es nicht so leicht dies zu beheben.

Ebenso ist es ratsam verschiedene IP-Netzwerke voneinander zu trennen. Im Bürogebäude kann dies beispielsweise das Produktivnetzwerk sein, in dem sich Datenströme wie Emails oder Kundendaten bewegen, welches vom Netz der Gebäudeautomation getrennt wird. »Der Aufbau von separaten Netzwerken ist dahingehend wichtig, um sauber und reibungslos in den Netzen arbeiten zu können«, so Christian Kroll, Trainer im Bereich Smart Building bei DIAL. Für den Aufbau benötigt der Installateur konkretes Wissen: Wie wird das Netzwerk richtig aufgebaut? Welche Protokolle sind die richtigen, um die geforderten Funktionen abzudecken? Wie kann das Netzwerk installiert werden?

Neben der Inbetriebnahme eines Netzwerkes spielt im zweiten Schritt auch dessen Wartung eine tragende Rolle, um die Funktionalität von IoT im Gebäude zu gewährleisten. Ein Tool, um die Datenströme zu überwachen und zu analysieren ist beispielsweise das Freeware Tool Wire Shark. Es zeichnet den kompletten Netzwerkverkehr auf und analysiert die Datenpakete. So können nicht nur Informationen über die Nutzdaten eingesehen werden, sondern auch Details wie Ursprungsadresse, Hop Count oder Port. Selbst Verschlüsselungen lassen sich mit Wireshark dekodieren, vorausgesetzt der passende Schlüssel ist vorhanden.

Das alles kann der Anwender beispielsweise in dem Seminar Netzwerktechnik lernen. Wir geben unser Wissen aus der Praxis weiter und sind dabei herstellerneutral. Mehr Informationen zu unseren Weiterbildungen aus dem Bereich Smart Building finden Sie unter sbdt.dial.de.