FunkdatenSystemen

FunkdatenSystemen sind Systeme, die Daten über Funkfrequenzen übertragen. Sie verbinden Geräte, Sensoren und zentrale Systeme in drahtlosen Netzwerken und ermöglichen Datenkommunikation über kurze oder weite Entfernungen. Die Bandbreite reicht von kleinen Sensornetzen bis zu breitbandigen Mobilfunkverbindungen, je nach Anwendungsfall und Energiebedarf.

Typische Architektur umfasst Sender/Empfänger (Transceiver), Antennen, Medium Access Control, Netzwerk- und Anwendungsschichten sowie Energieversorgung. In vielen Fällen arbeiten Geräte autonom, sprechen aber über Gateways oder Zentralen miteinander, wobei Sicherheits- und Protokollschichten eine zentrale Rolle spielen.

Zu den wichtigsten Technologien gehören WLAN (IEEE 802.11) für mittleren bis hohen Durchsatz in Gebäuden, Niedrigenergietechnologien auf Basis IEEE 802.15.4 (Zigbee, Thread, WirelessHART) für smarte Sensorik, Langstreckenverbindungen wie LoRaWAN sowie Mobilfunknetze (NB-IoT, 4G/5G) für weite Reichweiten. Je nach Reichweite, Durchsatz und Energiebedarf kommen unterschiedliche Topologien zum Einsatz, darunter Stern-, Mesh- und Ad-hoc-Netzwerke.

Anwendungsbereiche umfassen industrielle Automatisierung, Smart Home, Smart City, Landwirtschaft, Transport und Gesundheitswesen. In der Industrie stehen Zuverlässigkeit, geringe Latenz und robuste Protokolle im Vordergrund, während Consumer-Anwendungen oft Energieeffizienz priorisieren.

Wichtige Leistungskennzahlen sind Durchsatz, Latenz, Verfügbarkeit und Energieeffizienz. Herausforderungen umfassen Funkstörung, Spektrumregulierung, Sicherheit (Verschlüsselung, Authentifizierung), Datenschutz sowie Energieversorgung batteriebetriebener Geräte. Der regulatorische Rahmen wird von Organisationen wie ITU, ETSI und nationalen Regulierungsbehörden festgelegt. Zukünftige Entwicklungen zielen auf höhere Geschwindigkeiten, bessere Energieeffizienz und sicherere, interoperable Protokolle ab.