Wireless communicatietechnologieën: overzicht met pro’s en contra’s

Technologieën

WiFi en Bluetooth zijn twee breed geaccepteerde technologieën. WiFi is meer geschikt voor het overbrengen van langere boodschappen over grotere afstand. WiFi vereist wat meer vermogen en is daarmee vooral geschikt voor vast opgestelde lokale netwerken. Bluetooth daarentegen is geschikt voor het uitwisselen van informatie over kortere afstanden tussen meer mobiele apparatuur. Ook Bluetooth vergt het nodige vermogen, waardoor beide technologieën geschikt zijn voor het versturen en ontvangen van berichten voor moeilijk bereikbare plaatsen.

Andere technologieën zijn dan weer eerder afgestemd op langdurig onbemand gebruik. EnOcean kan zonder batterij werken. Dash 7, een nog vrij nieuwe technologie, zendt niet continu maar periodiek signalen uit.

Deze alternatieve technologieën zijn wat langzamer. Daarenboven kregen zij wereldwijd verschillende frequentiebereiken toegewezen, vaak verschillend per regio. In bepaalde gevallen moeten ze dat frequentiebereik dan ook nog eens delen met andere technologieën, wat de kans vergroot op falende communicatie. Dat is in bepaalde applicaties ontoelaatbaar.

Er zijn nog andere technologieën geschikt voor transmissie over grotere afstanden, zoals LoRa/LoRaWAN en SigFox. De snelheid en het energieverbruik van deze technologieën variëren nogal, maar ze kunnen meerdere kilometers overbruggen. Dit maakt hen geschikt voor de bewaking van tragere processen in bijvoorbeeld de (afval)waterwereld of tankparken.

Ook voor korte afstanden zijn meerdere technologieën beschikbaar. De belangrijkste zijn NFC (vaak gebruikt in consumententoepassingen: vb. bankpassen, toegangsbeveiliging, OV-chipkaart) en RFID (vooral in industrie, logistiek en zakelijke dienstverlening toegepast).

Welke technologie ook gebruikt wordt: omdat ze draadloos communiceren in een open omgeving, moeten alle systemen een ingebouwde security-laag bevatten die voor encryptie van de data zorgt. De technologie is immers gevoelig voor afluisteren, verstoren en manipuleren.

Protocols

Met enkel een draadloze (of bedrade) verbinding is nog geen communicatie mogelijk. Er moeten dan ook afspraken worden gemaakt op vlak van data-overdracht, afzender, ontvanger, controle-bits, etcetera. Dit zijn de protocols. Voor de communicatielaag zijn verschillende protocols beschikbaar, waarvan TCP en UDP de belangrijkste zijn. Het internet maakt het meeste gebruik van TCP, dat betrouwbaar is en een ingebouwde controle heeft of een bericht wel is aangekomen. UDP heeft dat niet, maar is veel sneller en wordt daarom vooral gebruikt voor telefonie en video.

Bovenop de communicatielaag draait dan nog een messaging-laag. Dat kan HTTP, HTTPS, REST of MQTT zijn (boven TCP) of CoAP (dat boven op UDP draait). Boven HTTP en HTTPS draait dan nog REST voor netwerkdevices, terwijl IoTivity een procotol boven UDP is dat aangesloten apparaten herkent. De meeste protocols regelen ook de end-to-end encryptie van berichten (encryptie is bij REST alleen gegarandeerd als deze op HTTPS draait).

Dankzij het Industrial Internet of Things kunnen apparaten met (embedded) besturingen met elkaar worden verbonden, waardoor de apparaten gebruik kunnen maken van bepaalde services op internet (bijvoorbeeld uitlezen, diagnose en configuratie op afstand). Verschillende topologieën zijn mogelijk, en kunnen ook gecombineerd worden.