Geprüft und aktualisiert im Oktober 2026.
Weiter geht es mit dem Internet der Dinge: Dieser Teil behandelt die Kommunikation auf kurze Distanz, also die Techniken, mit denen IoT-Geräte ihre Daten über einige Meter bis wenige hundert Meter übertragen.
Dies ist Teil 2 unserer IoT-Reihe. Die Grundlagen erklärt Teil 1, Internet der Dinge (IoT).
Im Kern jedes IoT-Geräts steht die Verbindung zwischen dem Gerät und dem Gateway oder der Cloud, die seine Daten empfängt. Welche Technik passt, hängt eng an den Nutzdaten und der Anwendung: Manche Anwendungsfälle brauchen eine ständige Datenverbindung in beide Richtungen, anderen genügt ab und zu ein Lebenszeichen.
Für die Anbindung von IoT-Geräten gibt es Dutzende Protokolle. Das sind die wichtigsten Optionen für kurze Reichweiten.
Bluetooth geht auf Entwicklungsarbeiten bei Ericsson im Jahr 1994 zurück, die erste Spezifikation erschien 1999. Ursprünglich sollte es serielle Kabel zwischen zwei persönlichen Geräten ersetzen, etwa zwischen Funkmaus und Computer oder zwischen Headset und MP3-Player. Heute verbindet es Smartphones, Tablets, Wearables und viele andere Alltagsgeräte.
BLE ist seit Bluetooth 4.0 im Jahr 2010 Teil der Bluetooth-Kernspezifikation, die ersten Smartphones mit BLE kamen 2011. Ein BLE-Gerät schläft die meiste Zeit und wacht nur auf, wenn eine Verbindung aufgebaut wird, und der Verbindungsaufbau dauert deutlich kürzer. Klassisches Bluetooth und BLE sind unterschiedliche Protokolle, können aber auf demselben Gerät nebeneinander laufen. Seit Bluetooth 5 bietet BLE einen Modus mit 2 Mbit/s und Long-Range-Modi, die Datenrate gegen Reichweite tauschen.
WLAN verbindet mobile Geräte seit mehr als 25 Jahren an öffentlichen und privaten Orten mit dem Internet. Im IoT eignet es sich für Geräte mit höherem Stromverbrauch, die am Netz hängen statt an einer Batterie, und die schnelle Reaktionszeiten und hohe Übertragungsraten brauchen, um große Datenmengen über lange Zeit oder ununterbrochen zu senden. Ein typisches Beispiel ist eine fest installierte IP-Überwachungskamera, die rund um die Uhr an einen Backend-Server streamt, zur Überwachung und zur Sicherung. Wenn Ihre Geräte Netze nutzen, die Sie nicht selbst betreiben, lesen Sie auch Alltägliche Sicherheitsrisiken: WLAN.
Z-Wave verbindet Geräte mit geringem Stromverbrauch in einem Mesh-Netz. Wie Zigbee braucht es einen zentralen Hub, der die Geräte mit dem Internet verbindet. Z-Wave begann als proprietäres Protokoll. Inzwischen hat die Z-Wave Alliance die Spezifikation zu einem offenen, ratifizierten Standard gemacht, und Chips gibt es von mehr als einem Hersteller.
Z-Wave nutzt je nach Land unterschiedliche Frequenzen. Geräte für den US-Markt funktionieren deshalb unter Umständen nicht in der EU und umgekehrt. Ein klassisches Z-Wave-Netz verbindet bis zu 232 Geräte. Z-Wave Long Range kam 2020, arbeitet in Sterntopologie und unterstützt bis zu 4.000 Geräte bei Reichweiten von 1,6 km und mehr.
Zigbee ist ein offenes Protokoll mit geringem Stromverbrauch, das überwiegend im lizenzfreien 2,4-GHz-Band in Mesh-Konfiguration arbeitet. Es braucht einen zentralen Hub (Coordinator) für die Verbindung ins Internet, die Geräte können Nachrichten aber auch untereinander weiterreichen. Das erhöht die nutzbare Reichweite. Theoretisch lassen sich bis zu 65.000 Geräte in einem Netz verbinden.
Viele Zigbee-Geräte laufen mit Batterie und decken gemeinsam eine kleine Fläche ab. Zigbee findet sich typischerweise in der Hausautomation und zunehmend in Gewerbeimmobilien, wo Sensoren die Umgebung überwachen.
Obwohl Zigbee offen ist, können Hersteller ihre Geräte so konfigurieren, dass nur ihr eigenes Gateway alle Funktionen unterstützt. Eine Lampe lässt sich dann mit jedem Gateway ein- und ausschalten, Dimmen oder Farbwechsel funktionieren aber nur mit dem Gateway des Herstellers.
Seit der Erstveröffentlichung dieses Beitrags hat sich die Zigbee Alliance in Connectivity Standards Alliance umbenannt und im Oktober 2022 Matter 1.0 veröffentlicht. Matter ist ein IP-basierter Anwendungsstandard für Smart-Home-Geräte und läuft über WLAN, Ethernet und Thread, ein stromsparendes Mesh-Protokoll für batteriebetriebene Geräte. Bei Gebäude- und Smart-Home-Projekten lohnt es sich zu prüfen, ob die Geräte Matter unterstützen, bevor Sie sich auf das Ökosystem eines einzelnen Herstellers festlegen.
Nachdem klar ist, wie sich diese Optionen ins IoT-Ökosystem einfügen, zeigt die Tabelle, was jede Technik am besten kann. Die Werte sind typische Angaben; tatsächliche Reichweite und Datenrate hängen von Version, Umgebung und Konfiguration ab.
| Z-Wave | Zigbee | Bluetooth Low Energy | Bluetooth | WLAN | |
|---|---|---|---|---|---|
| Datenrate | bis 100 kbit/s | bis 250 kbit/s | bis 2 Mbit/s (Bluetooth 5) | bis 3 Mbit/s | bis 9,6 Gbit/s (Wi-Fi 6), mit Wi-Fi 7 mehr |
| Reichweite | ca. 50 m in Gebäuden, 200 m im Freien (Sichtverbindung); Z-Wave LR über 1,6 km | 10–100 m | 10–30 m, im Long-Range-Modus mehr | 10 m, in Industrieanwendungen bis 100 m | ca. 46 m in Gebäuden, 92 m im Freien |
| Verschlüsselung | AES 128 Bit (S2) | AES 128 Bit | AES 128 Bit | AES 128 Bit (Secure Connections) | AES 128 Bit (WPA2/WPA3), 256 Bit im 192-Bit-Modus von WPA3-Enterprise |
Bei der IoT-Kommunikation gibt es keine Lösung, die für alles passt. Sie können aber eine Technik wählen, die die meisten Ihrer Anwendungsfälle abdeckt. Manchmal laufen zwei IoT-Netze nebeneinander, und dann hilft ein Aggregator: ISEC7 SPHERE überwacht IoT-Geräte und gibt ihre Daten an Werkzeuge wie Microsoft Teams, ServiceNow oder BlackBerry AtHoc weiter. Wie das aussieht, beschreibt unser englischsprachiger Beitrag IoT Device Management Made Easy.
Im nächsten Teil, IoT-Kommunikation, große Reichweite, geht es um LoRaWAN, Sigfox, NB-IoT und LTE-M. Den Abschluss bildet IoT-Kommunikation, Fazit.
Sie möchten Ihre Optionen für die IoT-Kommunikation prüfen lassen? Unser Team begleitet Projekte im Endpoint Management von Anfang bis Ende. Bei Fragen sprechen Sie uns an.