Worin bestehen die Unterschiede bei den Technologien für drahtlose Kommunikationsnetzwerke?
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Wichtigste Erkenntnisse
Bluetooth eignet sich für kurze Distanzen: Übertragungsreichweite 2–30 m, Datenrate 1 Mbit/s, Stromverbrauch zwischen ZigBee und WLAN. Geringer Stromverbrauch. Hohe Netzwerkkapazität.
Worin bestehen die Unterschiede in der Technologie drahtloser Kommunikationsnetze?
Bluetooth
Geeignet für kurze Distanzen: Übertragungsdistanz 2–30 m, Datenrate 1 Mbit/s, Stromverbrauch zwischen ZigBee und WLAN.
Die Bluetooth-Technologie ermöglicht zwar drahtlose Kurzstreckenkommunikation, doch ihre komplexen Protokolle, der hohe Stromverbrauch und die hohen Kosten machen sie ungeeignet für kostengünstige und energiearme industrielle Steuerungssysteme und Heimnetzwerke. Das größte Hindernis von Bluetooth ist die begrenzte Reichweite von in der Regel etwa 10 Metern. Auch die geringe Störfestigkeit und Probleme mit der Informationssicherheit schränken die Weiterentwicklung und den großflächigen Einsatz ein.
ZigBee
Mittlere Reichweite: Übertragungsdistanz von 50–300 m, Geschwindigkeit von 250 kbps, Stromverbrauch von 5 mA, größtes Merkmal ist die Ad-hoc-Vernetzung, die maximale Anzahl von Netzwerkknoten beträgt bis zu 65000.
1. niedrige Datenübertragungsrate
2. geringer Stromverbrauch
3. niedrige Kosten
4. große Netzwerkkapazität
5. kurze Verzögerung
Die ZigBee-Technologie bietet unvergleichliche Anwendungsvorteile in Bezug auf geringen Stromverbrauch, niedrige Kosten und Netzwerkfähigkeit.
ZigBee ist eine international anerkannte drahtlose Kommunikationstechnologie. Jeder ZigBee-Netzwerkanschluss kann auf über 65.000 Ports zugreifen und eignet sich daher für Haushalte, Industrie, Landwirtschaft und weitere Anwendungsbereiche. Bluetooth- und WLAN-Netzwerke hingegen können nur auf 10 Ports zugreifen, was den Bedürfnissen von Familien nicht genügt.
W-lan
Geeignet für mittlere Distanzen mit einer Übertragungsreichweite von 100–300 m, Geschwindigkeiten von bis zu 300 Mbit/s und einem Stromverbrauch von 10–50 mA. Wi-Fi ist zudem eine drahtlose Kurzstreckenübertragungstechnologie, die jederzeit Zugriff auf Funksignale ermöglicht und hohe Mobilität bietet. Sie eignet sich besonders für Anwendungen im Büro und zu Hause.
Nachteile von Wi-Fi: Da Wi-Fi mit Funkfrequenztechnologie arbeitet, werden Daten durch die Luft gesendet und empfangen sowie Datensignale über Funkwellen übertragen. Daher ist es anfällig für externe Störungen.
Drahtlose Fernsteuerung: 3G/4G/5G
Das Mobilfunknetz, ursprünglich als Landmobilkommunikationssystem bezeichnet, wurde in den 1990er Jahren entwickelt. Es nutzt eine große Anzahl von Mobilfunkbasisstationen, um eine drahtlose Netzabdeckung an Land zu erreichen. Es ist leicht zu implementieren und findet breite Anwendung in der Praxis. Mit dem Aufkommen von 5G ermöglichen die Vorteile der geringen Latenzzeiten der Mobilfunkkommunikation viele neue Anwendungen, beispielsweise Telechirurgie.
Drahtlose Langstreckenübertragung: Mikrowelle, Satellit
Das Satellitenkommunikationssystem ist im Grunde eine Art Mikrowellenkommunikation, bei der Mikrowellensignale an den Satelliten als Relaisstation weitergeleitet werden, um die Kommunikation zwischen mehreren Bodenstationen zu ermöglichen. Hauptzweck der Satellitenkommunikation ist die Realisierung einer „nahtlosen“ Bodenabdeckung, da der Satellit auf einer Strecke von Hunderten, Tausenden oder sogar Zehntausenden von Kilometern operiert und somit eine größere Abdeckung als das allgemeine mobile Kommunikationssystem bietet.
Allerdings benötigt die Satellitenkommunikation Bodenstationen mit hoher Sendeleistung, weshalb sie sich nur schwer weit verbreiten kann. Außerdem ist die Übertragungsverzögerung bei der Satellitenkommunikation lang und die Kosten sind hoch.
Starlink
SpaceX bringt Starlink-Satelliten schrittweise in den erdnahen Orbit. Starlink ist ein Programm zur Bereitstellung von Internetdiensten über eine Konstellation von Satelliten im erdnahen Orbit. Das vollständige Starlink-Programm wird insgesamt 12.000 Satelliten umfassen, weitere 42.000 sind geplant. Im Vergleich zu herkömmlichen Satelliten im hohen erdnahen Orbit (HOMO) sind die Baukosten für Satelliten im erdnahen Orbit geringer, es gibt nach der Vernetzung keine Funklöcher, und sie bieten Vorteile wie geringe Verluste, geringe Verzögerungen und hohe Bandbreite. Im Vergleich zu 5G bietet das Satellitenkommunikationssystem im erdnahen Orbit eine größere Reichweite und kann für mobile Endgeräte mit hoher Geschwindigkeit und großer Reichweite, wie beispielsweise Flugzeuge und Schiffe, eingesetzt werden.
Starlink ist jedoch kein Ersatz für 5G. Starlink stellt keine Bedrohung für den traditionellen Kommunikationsmarkt dar, sondern zielt lediglich auf die 3 bis 4 Prozent der Kunden ab, die mit herkömmlichen Mitteln schwer zu erreichen sind.
Beispielsweise sind viele Flugzeuge in abgelegenen ländlichen Gebieten wie Wüsten und Ozeanen derzeit auf herkömmliche Satellitenübertragung angewiesen, was sehr teuer ist. Laut Internetrecherche belaufen sich die monatlichen Kosten für Satellitenkommunikation auf etwa 200 Euro pro Jahr. Wenn Starlink monatlich 1,4,80 oder weniger mit guter Signalqualität anbieten kann, würde dies den traditionellen Satellitenkommunikationsmarkt revolutionieren.
