Channel Fokus: Smart Home Es funkt im trauten Heim

Smart ist, wenn alle Geräte miteinander kommunizieren können. Doch leider ist das vernetzte Heim oft weniger intelligent als erwartet. Denn viele Hersteller haben ihre eigenen Standards und erschweren dadurch die Kommunikation zwischen den Geräten unterschiedlicher Anbieter.

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Gigaset Communication GmbH

GLYN GmbH & Co. KG

Das Wohnzimmerfenster steht offen. Der Sensor an der Fensterbank registriert das und meldet es der Zentrale. Automatisch reguliert diese alle drei Heizungsthermostate im Raum von 25 Grad auf 18 Grad ­Celsius herunter und schickt eine Info an den Nutzer per App. Herr Müller hat das Fenster aber nicht geöffnet. Er ist in der ­Arbeit. Vermutlich ein Einbruch! Per App aktiviert er die Alarmanlage, trotz seiner Abwesenheit. Die eben skizzierte Szene ist ein mögliches „If-This-Than-That“-Szenarium im vernetzten Zuhause. Dort läuft ­alles automatisiert und ferngesteuert ab, jedoch nur mit den Geräten von einem ­Hersteller.

Denn die Realität mit unterschiedlichen Systemen sieht eher so aus: Der smarte Lichtschalter basiert auf En­Ocean, die Lampen funken über ZigBee, und die hilfsbereite Sprachassistentin kommuniziert über WLAN. Eine einheit­liche, herstellerübergreifende Sprache sprechen die Geräte nicht, und das „intelligente, intuitive Zusammenspiel“ des vernetzten Heims scheint hier auszubleiben.

Es wird kompliziert

Smart Home braucht Platz beim Anwender. Einerseits am Router, da die Geräte oft eine eigene Bridge mitbringen, um funktionieren zu können und andererseits an der Steuerungszentrale alias Smartphone oder Tablet, denn jeder Hersteller bietet natürlich seine eigene App an, die installiert werden muss. Grundsätzlich müssen Endgeräte und Sensoren mit einer Steuerungszentrale, oft als Bridge, Basisstation, Gateway oder Hub bezeichnet, verbunden werden, damit sie miteinander in Kontakt treten können. Die Datenübertragung kann per Kabel oder Funk erfolgen. Für kabelgebundene Systeme sind unter anderem DigitalStrom, KNX und Loxone verfügbar.

Die Wahl des Funkprotokolls entscheiden die Hersteller meist nach dem Produktzweck, wie Roland Maesing, VP Smart Home bei Gigaset, erklärt: „Es gibt im Smart-Home-Markt so viele unterschiedliche Funkprotokolle. Da ist es immer eine Abwägung zwischen Reichweite, Bandbreite, Störanfälligkeit, Abhörsicherheit und Stromverbrauch. Alles gleichzeitig kann man technisch bedingt nicht realisieren, daher kommt es stets auf den Einsatzbereich der Sensoren an, welche Technologie die beste ist.“

Zu den geläufigsten Funkstandards in der Hausautomation gehört ZigBee, Z-Wave, DECT und EnOcean. Aufgrund ihres geringen Energiebedarfs sind diese Funkprotokolle besonders geeignet für die Verwendung im Smart Home, da dort manche Geräte monate- oder jahrelang ohne externe Stromversorgung laufen müssen.

WLAN ist laut Cammi Tran, Public Relations and Marketing Communications Managerin bei Bosch, dann im Spiel, wenn eine große Datenmenge über eine größere Reichweite und durch „Hindernisse“ hindurch transportiert werden muss. Ansonsten eignet es sich aufgrund des hohen Stromverbrauchs eher weniger für die smarte Vernetzung. Der andere bekannte Standard Bluetooth verbraucht zwar weniger Strom, hat aber auch eine deutlich geringere Reichweite, weshalb Geräte sich schlecht aus der Ferne steuern lassen.

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Schwachstelle Mensch

„Alexa hört mit“, ist eine der vielen Horror­meldungen, die in den letzten Jahren in den Medien über Sprachassistenten kursierten. Leider liegt Datenskandalen auch oft ein User-Fehler zugrunde, wie Günther Ohland, Vorstandsvorsitzender der SmartHome Initiative Deutschland, bestätigt. Denn einer der häufigsten Anwenderfehler ist die Vergabe ­unsicherer Passwörter für das eigene WLAN oder für Systemsteuerungs-Apps. Obwohl man es eigentlich besser weiß, wird Hackern mit „12345“, „admin“ oder „passwort“ die Tür in das Zuhause offengelassen. Sorgfalt gilt auch im smarten Zuhause.

Frequenzprobleme

Doch nicht nur die Funkprotokolle sind unterschiedlich, sondern auch die Frequenzen. Im vernetzten Zuhause haben sich laut Maesing 868 MHz und 2,4 GHz durch­gesetzt, da diese Bänder weltweit überall zur freien Nutzung zur Verfügung stehen. Holger Ruban, COO bei Rademacher, ergänzt dazu: „Grundsätzlich gilt: je kleiner die Frequenz, desto größer die Reichweite. 2,4 GHz sind weltweit einheitlich nutzbar, was für die Funkfrequenzen 433 MHz und 868 MHz nicht gilt.“

Jedoch können die unterschiedlichen ­Geräte mit ihren unterschiedlichen Frequenzen sich gegenseitig stören, wie Ruban anschaulich darstellt: „Man kann es sich vorstellen wie bei einer zehnspurigen Autobahn: Auch diese ist irgendwann voll, ­obwohl die Bandbreite mit zehn Spuren schon sehr groß ist. Funkverbindungen sollen ­Daten vor allem sicher, schnell und ­störungsfrei übertragen. Je nach Einsatzgebiet ändern sich dabei die Anforderungen. Bei Videokonferenzsystemen etwa müssen sie gewaltige Datenmengen transportieren. Auch bei 2,4GHz werden große Datenmengen versendet und so herrscht noch mehr Traffic. Temperatur- oder Bewegungssensoren im Smart Home senden dagegen nur kleine Datenpakete.“

Da moderne Dualband-Router sowohl im 2,4 GHz- als auch 5 GHz-Bereich funken, stellen viele Nutzer manuell am Router das 2,4-GHz-Band ab, damit das WLAN-Signal nicht gestört wird. Davon rät Maesing ab und empfiehlt, den Router weiterhin auf ­„dual“ zu lassen, da die vernetzen Geräte fast immer 2,4 GHz nutzen und sich nicht einfach auf 5 GHz umstellen lassen. „5GHz sendet zwar stärker, dafür aber auch viel kürzer als 2,4 GHz. Da fällt der Leistungsbereich oft schon nach wenigen Metern ab.“

Ein Standard fehlt

Die Vielfalt an Anbietern, Lösungen und Standards auf dem Smart-Home-Markt sorgt definitiv für Auswahl, aber auch für Schwachstellen. Denn die fehlende Kompatibilität hemmt das Geschäft mit dem smarten Heim. Zumal sich über die Jahre zahlreiche konkurrierende Standards entwickelt haben. Obwohl einige Anbieter ­dazu über gehen, ihre Systeme offener zu gestalten und gleich mehrere Funkstandards einzubinden, setzen andere hingegen weiterhin auf ihre geschlossene ­Lösung. Immerhin bieten nun vermehrt Hersteller Schnittstellen zu Amazon Echo, der Home-App von Apple und Google Home an, ­sodass diese Geräte als Zentrale fungieren und darüber die Smart-Home-Produkte ­indirekt miteinander kombinierbar sind.

Das Grundproblem ist damit jedoch nicht gelöst. Für die Zukunft des Smart Home ­erwarten Nutzer branchen- und technologieübergreifende Interoperabilität. Ideal wäre ein einheitlicher Kommunikationsstandard, sodass Anwendungen und Geräten untereinander herstellerübergeifend kommunizieren können. Eine Art „Smart-Home-Sprache.“

Ein Schritt hin zu einem einheitlichen Standard wurde zumindest Ende letzten Jahres von den großen US-amerikanischen Playern gemacht. Amazon, Apple und Google haben im Dezember 2019 einen ­gemeinsamen Standard für Smart-Home-Produkte angekündigt. So soll die Verbindung verschiedener Geräte im vernetzten Zuhause vereinfacht werden. Der Standard soll auf einem Internetprotokoll basieren und ohne Lizenzgebühren verfügbar sein. Die Einführung lässt jedoch noch auf sich warten. Daher gilt es weiterhin, sich beim Kauf zu informieren, ob die gewünschten Komponenten zusammenpassen oder nicht. Vielmehr ist hier technisches Knowhow und Beratung notwendig. Kompetenzen, die der Fachhandel mitbringt. Ein Umsatzpotenzial ist Kunden „Smart Home as a Service“ anzubieten.

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