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Bluetooth Mesh definiert die Connectivity neu

Bluetooth Mesh verbindet als Softwareschicht jeden Netzwerkknoten in einem vermaschten Netz mit einem oder mehreren anderen Knoten – anstelle von Punkt-zu-Punkt-Verbindungen.

Im vergangenen Sommer kündigte die Bluetooth Special Interest Group eine bahnbrechende Neuentwicklung für Bluetooth an: Bluetooth Mesh. Diese neue Softwareschicht soll die traditionelle Punkt-zu-Punkt-Verbindung für die Kommunikation zugunsten neuer Mesh-Fähigkeiten (Mesh im Sinne von Geflecht oder Netzwerk) ersetzen. Damit könnten all diese Geräte und Kontaktpunkte miteinander kommunizieren, jeder Netzwerkknoten ist in diesem vermaschten Netz mit einem oder mehreren anderen Knoten verbunden.

Die Ankündigung folgte der wachsenden Bedeutung von Mesh-Technologien bei anderen Wireless-Anwendungen. Beispiele für die neuen Trends in der Entwicklung von Mesh sind Thread, ein Protokoll für Funkverbindungen in intelligenten Heimnetzwerken (Smart Home), und Zigbee, ein Wireless-Standard für Funktionen mit kurzer Reichweite und geringen Datenmengen.

Mesh-Netzwerke stellten bislang jedoch noch keine einheitliche Lösung für den Anschluss von Geräten dar. Genau deshalb will Bluetooth Mesh das Spiel komplett verändern.

Routed Mesh versus Flooding Mesh

Es gibt zwei Arten von vermaschten Netzen: Routing und Flooding.

Beim gerouteten Mesh sind für die einzelnen Geräte bestimmte Pfade für die Kommunikation definiert. Das Gespräch zwischen den einzelnen Geräten erfolgt auf dem schnellsten Weg zwischen den Punkten A und B.

Flooding Mesh macht das Gegenteil: Jedes Gerät in einem Flood-Mesh-Netzwerk kann massenhaft Signale an alle über Bluetooth verbundenen Geräten in einem Gebiet senden.

Der Unterschied zwischen Routing und Flooding entspricht damit im Prinzip dem zwischen einem Telefonat und dem Sprechen durch ein Megaphon. Die ursprünglichen Prototypen für den Bluetooth-Mesh-Standard setzten dieses Flood-Protokoll ein. Letztendlich erwies es sich aber als zu kompliziert, da die Flut an Kommunikationsversuchen zwischen den Geräten kaum zu verwalten war und die Energieeffizienz abnahm.

Jetzt kombiniert Bluetooth Mesh das Beste aus beiden Welten, indem es eine Managed Flood bietet, über die ähnliche Geräte auf eine umfassende Weise miteinander kommunizieren können.

Intelligente Häuser, intelligente Autos, intelligente Büros

Bluetooth Mesh wirft ein breiteres Netz als je zuvor. Daher sind auch die Möglichkeiten für den Alltag der Nutzer größer denn je.

Das Smart Home ist einer der vielversprechendsten Anwendungsfälle. Bereits das durchschnittliche Haus ist mit vernetzten IoT-Geräten bestückt, die mit Bluetooth-Chips ausgestattetet sind – von intelligenten Thermostaten über Nest-Kameras bis hin zu kabellosen Lautsprechern. Hier handelt es sich aber komplett um Punkt-zu-Punkt-Verbindungen, bei denen der Nutzer nur eine Verbindung mit jeweils einem Gerät verwaltet. Bluetooth Mesh ermöglicht es Benutzern, alle diese Geräte und mehr über einen einzigen Kontrollpunkt zusammenzubringen. So können sie von ihrem Smartphone aus alle oben genannten Geräte sowie Fernseher, Küchengeräte, Beleuchtung, Garagentore oder andere Komponenten im Haus mit einem Bluetooth-Chip auf einen Schlag zentral aus der Ferne steuern.

Diese zentral gesteuerte Hyper-Konnektivität finden wir auch am Arbeitsplatz, wo Manager Komponenten wie die Schlösser der Bürotüren, Lampen, Heizung oder Geschirrspüler aus der Ferne bedienen können. Bluetooth Mesh bringt dieses Netz zudem auf die Straße, wo Autos mit eingebetteten IoT-Sensoren effektiv miteinander oder mit der umgebenden Infrastruktur kommunizieren können, um alles zu erkennen: von vorbeifahrenden Autos (damit Fahrer mögliche Kollisionen beim Spurwechsel vermeiden) bis hin zum Schaltrhythmus von Ampeln, damit der Fahrer weiß, wie viel Zeit die Ampel benötigt, bevor sie rotes oder grünes Licht anzeigt.

Der Ansatzpunkt für Entwickler

Die neuen Möglichkeiten, die Bluetooth Mesh und seine unzähligen Anwendungen bieten, werden die Erwartungen von Endverbrauchern und Herstellern zu Recht gleichermaßen erhöhen. All dies wirft eine entscheidende Frage auf: Was müssen Ingenieure und Entwickler über Bluetooth Mesh wissen, um diesen Erwartungen gerecht zu werden?

Zum einen lässt sich Bluetooth Mesh einfach replizieren. Wenn Mesh-Netzwerke auf einer Vielzahl identischer Geräte basieren, müssen die Entwickler sicherstellen, dass sich diese Geräte im großen Maßstab preiswert herstellen lassen, damit sie in größerer Anzahl einfach und günstig eingesetzt werden können. Darüber hinaus sollten die Ingenieure darauf achten, dass die Geräte kompakt sind und nur wenig Raum einnehmen. Schließlich müssen die Geräte in einem Mesh-Netzwerk an eine Vielzahl von Orten, Funktionen und Anwendungen zugeschnitten werden. Das heißt: Sie sollten sich einfach anpassen lassen und einen geringen Platzbedarf aufweisen.

Höchste Priorität haben zudem niedriger Stromverbrauch und zuverlässige, ausdauernde Leistung auf hohem Niveau. Ingenieure müssen dafür sorgen, dass die angeschlossenen Geräte always on sind, um dunkle Flecken in einem Mesh-Netzwerk zu vermeiden.

Wir kratzen nur an der Oberfläche

Bluetooth Mesh wird die Möglichkeiten der Konnektivität und der Gerät-zu-Gerät-Kommunikation neu definieren. Häuser, Wohnungen, Büros und Autos bilden nur die Spitze des Eisbergs. Innovative, in die Zukunft denkende Hersteller haben bereits im Auge, wie sie Bluetooth Mesh für den Einsatz in Fabriken und Produktionsstätten skalieren können, um die Effizienz, Produktivität und das Zusammenspiel der Geräte zu verbessern.

Wir leben in einer spannenden Zeit, in der den Anbietern und Entwicklern jetzt die Tools zur Verfügung stehen, die sie brauchen, um große Träume zu verwirklichen.

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Artikel wurde zuletzt im Mai 2018 aktualisiert

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