IP500

IP500 ist ein IoT-Standard für die Funkkommunikation in kommerziellen Gebäuden. Dieser Standard der IP500 Alliance setzt auf bekannten Protokollen und Standards für WLANs auf, so setzt er u.a. auf das IPv6-Protokoll und auf IPsec, und benutzt als Verfahren den bewährten IEEE-Standard 802.15.4 und als Low Power Wireless Personal Area Network, 6LoWPAN.

IP500 ist funktechnisch für den Frequenzbereich von 2,4 GHz konzipiert, der auch von den meisten WLANs, von WiFi und Bluetooth benutzt wird. Um die Funkübertragung störungsfrei zu machen, arbeitet IP500 mit einem Dual-Band-Verfahren, und kann außerdem im Sub-Gigahertz-Bereich bei 900 MHz übertragen. In diesem Bereich ist die Reichweite bedingt durch die geringere Freiraumdämpfung weiter als im 2,4-Ghz-Bereich, allerdings können die benutzbaren Frequenzbänder regional unterschiedlich sein.

Zu den technischen Herausforderungen, die bei einer Plattform für Wireless Internet of Things (WIoT) zu bewältigen sind, gehören eine niedrige Latenzzeit zwischen Sensoren und Aktoren, eine hohe Datenrate und Reichweite, am besten mit einem äußerst geringen Energieaufwand. Außerdem wird eine hohe Übertragungssicherheit mit Schlüsselmanagement gefordert, ein robustes Mesh-Netz, ein Energiemanagementbatterie und ein Batteriemanagementsystem und nicht zuletzt die Interoperabilität der Produkte. Für die Übertraguingssicherheit sorgt eine AES-Verschlüsselung mit 128 Bit.

Das Schichtenmodell von IP500

Das Schichtenmodell von IP500 besteht aus sieben Schichten, wie das OSI-Referenzmodell. Alle Schichten sind funktional belegt. So residiert auf der Bitübertragungsschicht die physikalische Schicht der von der IEEE-Arbeitsgruppe 802.15.4 spezifizierten WPAN-Aktivitäten. Gleiches gilt für die darüber liegende Sicherungsschicht mit dem Medienzugangsverfahren (MAC) nach IEEE 802.15.4. Auf diesen Layern müssen die Entwickler die gesetzlichen Vorgaben für die Frequenznutzung beachten, weil das 2,4-GHz-Frequenzband stark von WiFi und Bluetooth genutzt wird. Da die Sub-Frequenzen regionale Unterschiede aufweisen und zudem nur schmalere Kanäle ermöglichen, sind sie nur eingeschränkt nutzbar. Die IP500-Allianz ist diesen Einschränkungen mit der Dual-Band-Übertragung begegnet. Auf der Sicherungsschicht geht es auch um die Weiterleitung, das Forwarding, und das auf dem IPv6-Protokoll basierende Low Power Personal Area Network (PAN) 6LoPAN.

Die darüber liegende Vermittlungsschicht umfasst das IPv6-Protokoll mit seinem riesigen Adressumfang, und als Transportprotokoll dient das verbindungslos arbeitende UDP-Protokoll, das sich durch kurze Latenzzeiten auszeichnet. Auf dem Presentation Layer ist die Darstellungsschicht des BACnet implementiert. Letztendlich geht es um die Anwendungsschicht, auf der diverse modulare Anwendungen liegen.

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