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Smarte Technologien weiter auf dem Vormarsch

Im Januar des kommenden Jahres werden auf der Eltec 2017, der Fachmesse für Elektro und Energietechnik, die Highlights und Trends der Elektrotechnik präsentiert. Das Top-Thema smarte Technologien bleibt nach wie vor zukunftsweisend – sowohl in der modernen Gebäudetechnik, dem Lichtdesign sowie auch in der Heizungstechnologie.

Smart Powered Building

Angesichts des global steigenden Bedarfs an (sauberer) Energie wird das Einsparpotenzial von Gebäuden immer wichtiger. Eine optimale Interaktion zwischen Energieversorgung und intelligenten Geräten sorgt dafür, nur dort Energie zu verwenden, wo sie punktgenau benötigt wird. Folge: Etliche Kommunikationsstandards müssen in das intelligente Stromnetz integriert werden, was wiederum zu steigenden Anforderungen an die IT-Sicherheit führt. 2017 steht daher ganz im Zeichen von innovativen Lösungen zu den Themen Energieeffizienz, Speichertechnik, Ressourcenschonung und Sicherheit.

Lichtdesign

Durch die Digitalisierung werden 2017 innovative Lichtdesign-Trends den Weg in eine neue Dimension der Gestaltung ebnen. Immer kleiner werdende Leuchtmittel und Leuchten verbinden sich harmonisch mit dem Raum, setzen Highlights und bilden ein eigenes Designobjekt. Vielseitigkeit und Individualität stehen dabei im Mittelpunkt und werden in neuen LEDs oder auch OLEDs umgesetzt. Wie das Dimmen bei LEDs richtig funktioniert, erklären wir in diesem YouTube-Video.
Ein weiteres Trendthema in 2017 wird auch Human Centric Lighting sein. Dabei konzentriert man sich auf die biologischen Lichtbedürfnisse des Menschen: Lösungen imitieren den natürlichen Tageslichtverlauf und den biologischen Rhythmus des Menschen mit dem Ziel, die Konzentrations- und Leistungsfähigkeit, aber auch die Stimmung und sogar die körperliche Genesung zu verbessern.

Heizungstechnologie

Ein wichtiger Trend 2017, der mit der innovativen Gebäudevernetzung gekoppelt ist, wird das Thema der smarten Heizung darstellen. Besonders die neuen Trends wie Brennstoffzellenheizungen oder auch hybride Heizsysteme werden dabei im Fokus stehen. Privatanwender profitieren bei beiden Systemen von einer Energieersparnis von bis zu 40 Prozent im Vergleich zu traditionellen Heizsystemen. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit der staatlichen Förderung.

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In Zukunft wird der Lichtschalter nicht nur die Helligkeit im Raum regeln: Mit Hilfe der neuen Li-Fi-Technologie können wir bald Daten per Lichtstrahl übertragen. Li-Fi steht für Light Fidelity, einer optischen und kabellosen Datenübertragung, die deutlich höhere Geschwindigkeiten ermöglicht, als herkömmliches WLAN. Alle Vor- und Nachteile der neuen Technik haben wir hier für Sie zusammengestellt.

So funktioniert Li-Fi

Mit Hilfe eines vorgeschalteten Chips kann die LED-Lampe die Datenübertragung übernehmen, für die bisher Radiofrequenzen notwendig waren. Er schaltet die LED – für das menschliche Auge unsichtbar – in hoher Geschwindigkeit an und wieder aus und übermittelt so große Datenmengen in kurzer Zeit. Selbst bei stark gedimmten und kaum wahrnehmbaren Licht werden Informationen transferiert. Eine Fotodiode dient dabei als Empfänger am entsprechenden Endgerät, wandelt die Lichtsignale zurück in elektrische Impulse und leitet sie an den Computer weiter.

Grundsätzlich können Sie handelsübliche LED-Lampen für Li-Fi nutzen. Sie benötigen nur ein kleines Vorschaltgerät mit einem speziellen Chip, der die Datenübertragung steuert und durch ein konventionelles Netzwerkkabel mit dem Internet verbunden wird. Von diesem Konverter aus wird die Lampe mit Strom und dem Datenstrom versorgt. Anbieter wie pureLifi oder Oledcomm bieten verschiedene Modelle an, die schnell und einfach zu installieren sind.

Vor- und Nachteile der optischen Datenübertragung

Die neue Technik bietet eine Vielzahl an Vorteilen gegenüber dem WLAN-Standard: Die optische Übermittlung ist in erster Linie deutlich schneller als mittels Radiowellen. Während die bisherige WLAN-Bandbreite bei 0,05 bis 0,6 Gigabit pro Sekunde liegt – was etwa 6 bis 75 MB pro Sekunde entspricht –, wurden mit Li-Fi unter Laborbedingungen bis zu 10 Gigabit/s gemessen. Die ersten marktfähigen Prototypen schaffen etwa das 20-fache an Datentransfer.

Neben der Geschwindigkeit punktet das neue Verfahren durch den Ausschluss von Interferenzen mit anderen Funknetzen bei gleichzeitig erhöhtem Frequenzspektrum. Der Lichtstrahl nimmt anders als Radiowellen keinen Einfluss auf andere Geräte und kann trotzdem auf 10.000-mal so vielen Frequenzen senden, wie ein Funknetzwerk.

Darüber hinaus bietet Li-Fi eine neue Art der Datensicherheit. Denn nur bei direkter Verbindung zwischen Sender und Empfänger können Daten übermittelt werden, eine optische Grenze schirmt den Transfer vollständig ab.

Dieses Sicherheitsmerkmal ist gleichzeitig der große Schwachpunkt von Li-Fi. Das Lichtsignal dringt nicht durch Zimmerwände und erschwert die Installation eines Heimnetzwerkes. Wer in seiner Wohnung oder seinem Haus großflächig Internet einrichten möchte, braucht in jeden Raum eine Li-Fi-LED.

Anwendungsmöglichkeiten von Li-Fi

In Zukunft sind zahlreiche Anwendungsbereiche der optischen Datenübertragung denkbar. Besonders in Krankenhäusern und Flugzeugen bietet sich Li-Fi an, da so Interferenzen mit anderen Geräten ausgeschlossen werden. Auch Menschen, die sensibel auf elektromagnetische Radiowellen reagieren, können diesen Einfluss minimieren.

Darüber hinaus experimentieren Museen mit Li-Fi, um standortbezogen Informationen an ihre Besucher zu übermitteln. So empfängt nur derjenige, der sich in einem Lichtkegel aufhält, Videos oder Audioguides zu einem bestimmten Gemälde oder Ausstellungsstück. Das Smartphone wird dafür mit einem kleinen Stecker versehen, der die Daten empfängt. Setzt sich die Technologie durch, können neue Fotodioden direkt in die Kamera des Smartphones integriert werden, um direkt als Empfangsgerät zu fungieren.

Straßenlampen, Autolichter, Deckenleuchten im Smart Home: Wo Licht ist, wird bald auch Datenübertragung möglich sein. Welche Anwendungsmöglichkeiten Li-Fi noch bietet, wird die Zukunft zeigen.

Smart Homes sind längst keine Zukunftsvision mehr, sondern fester Bestandteil des Alltags. Mit der technischen Entwicklung wachsen auch die Anforderungen an die Datensicherheit. Schließlich werden heute auch sicherheitsrelevante Systeme wie Alarmanlagen, Bewegungsmelder und Überwachungskameras über das Smart Home gesteuert. Auf sie dürfen Außenstehende keinen Zugriff haben. Darüber hinaus generiert das Netzwerk Daten über seine Benutzer, die in der Öffentlichkeit nichts verloren haben.

Um die Daten in einem Smart Home zu schützen, sollten Sie daher folgende Aspekte bei der Einrichtung bedenken und diese kritischen Faktoren mitdenken.

1. Unterteilung in unterschiedliche Netzwerke

Trennen Sie die wichtigen von den weniger wichtigen Funktionen. Dazu können Sie für virtuelle Heimnetzwerke, sogenannte VLANs, im jeweiligen Router anlegen: eines für Alarmanlage, Bewegungsmelder und Kamera und eines für die Funk-Lichtschalter oder die Musikanlage. Beschränken Sie den Personenkreis, der Zugriff auf die jeweiligen Netzwerke hat, um unbefugte Einblicke auszuschließen.

2. Aktuelle Verschlüsselungsstandards verwenden

Das heimische WLAN schützen Sie mit einer WPA2-Verschlüsselung, die nach dem neuesten Sicherheitsprotokoll IEEE 802.11i/D9.0 arbeitet. WEP oder einfache WPA-Verschlüsselungen sind leicht zu überwinden und daher ein Sicherheitsrisiko. Die Sicherheitseinstellungen nehmen Sie in der Benutzeroberfläche des Routers vor. Finden Sie dort keine WPA2-Option, sollten Sie den Router durch eine modernere Version des Geräts ersetzen.

3. Zugriff durch VPN-Clients sichern

Die nächsthöhere Sicherheitsstufe sind MAC-Adressenfilter und VPNs. Sie garantieren, dass nur ausgewählte Benutzer auf das Smart Home zugreifen können. Für den MAC-Adressenfilter schalten Sie im Router ausschließlich die bekannten Computer oder Smartphones für das heimische WLAN frei. Mit einem VPN, einem Virtuellen Privaten Netzwerk, kann auch von unterwegs auf die Funktionen des Smart Homes zugegriffen werden. Mit Hilfe einer Software, dem VPN-Client, besteht außerdem Schutz vor unbefugtem Zugriff.

4. Passwörter und Software regelmäßig erneuern

Der eigene Computer oder das Smartphone sind leider oft unbeachtetes Einfallstore für Datendiebe. Denn wer Zugriff darauf gewinnt, kann auch die smarten Hausfunktionen steuern. Denken Sie an sichere Passwörter und daran, dass diese regelmäßig geändert werden sollten. Auch das Betriebssystem und die Firmware von Router und Gateway sollten sie stets auf den neuesten Stand bringen, um Sicherheitslücken zu schließen.

5. Sicherheitsfunktionen des Gateways nutzen

Moderne Smart-Home-Systeme haben verschiedene Sicherheitsmerkmale integriert. So sendet das Smart-Home-Gateway von Mediola automatisch SMS oder Emails, wenn der Funk-Bewegungsmelder aktiviert oder ein Fenster trotz Abwesenheit geöffnet wurde. Diese Benachrichtigungsregeln können Sie individuell einstellen – und natürlich mit einem Passwort in der Bedienoberfläche sichern.

Smart Homes bieten dem Nutzer ungeahnte Möglichkeiten. Diese sollten Sie vor fremden Zugriff schützen. So lassen sich die Vorteile der drahtlosen Gebäudesteuerung in dem Wissen genießen, dass die Daten sicher sind.

Beitragsbild: Sind Ihre Daten sicher? von Dennis Skley, CC BY-ND 2.0