1-2014
HF-Praxis 1-2014
HF-Praxis 1-2014
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Wireless<br />
durchschnittlich, was zu einer<br />
Laufzeit von 5…10 Jahren unter<br />
Verwendung von zwei Lithium-<br />
AA-Batterien führt.<br />
Der Stromverbrauch von ZigBee<br />
Pro ist größer, da die Routingknoten<br />
für den Empfang dauernd<br />
im Betrieb sind, deshalb<br />
wird da ein Netzanschluss notwendig.<br />
Snap und Digi-Mesh<br />
haben Low Power Router, beruhen<br />
aber auf dem “Beaconing”-<br />
Merkmal der IEEE 802.15.4,<br />
bei dem das gesamte Netzwerk<br />
schläft und aufwacht, was zu<br />
verschiedenen Restriktionen bei<br />
der Bandbreite führt.<br />
Datenschutz<br />
Alle Pakete in einem SmartMesh-<br />
Netzwerk sind in allen Layern<br />
authentisch und werden end-toend<br />
verschlüsselt. Im Link-Layer<br />
sind die Pakete bei jedem Hop<br />
authentisch und nutzen einen<br />
Laufzeitschlüssel und einen<br />
zeitbasierten Zähler. Außerdem<br />
sind die Pakete authentisch und<br />
end-to-end verschlüsselt unter<br />
Einsatz von Laufzeitsession-<br />
Schlüsseln und einem gemeinsamen<br />
Zähler. Die authentischen<br />
Layer schützen gegen Replayund<br />
Man-in-the-middle-Attacken.<br />
Die Paketnutzlast ist durch<br />
eine Sitzungs-basierte 128-bit<br />
AES symmetrische Verschlüsselung<br />
gegen Abhören geschützt.<br />
Neue Knoten nutzen zu Beginn<br />
der Verbindungsaufnahme einen<br />
speziellen Zugangsschlüssel<br />
unter Verwendung eines Zufallszahlengenerators,<br />
gefolgt von<br />
Mehrfachschlüsseln, die dem<br />
neuen Knoten zugewiesen werden.<br />
Mit dieser Mehrfach-Verschlüsselung<br />
kann die Gefährdung<br />
eines Knotens nicht die<br />
Sicherheit anderer Knoten im<br />
Netzwerk beeinträchtigen. Die<br />
Sicherheit im SmartMesh ist<br />
wesentlich robuster als die der<br />
Snap und Digi-Mesh Lösungen,<br />
welche beide einen einfachen<br />
Verschlüsselungsschlüssel für<br />
das ganze Netzwerk verwenden.<br />
Zuverlässigkeit<br />
Das Dust Networks SmartMesh<br />
IP-Protokoll liefert typischerweise<br />
>99,999% Datenzuverlässigkeit<br />
durch die Kombination<br />
von Zeitschlitz-synchronisierter<br />
Übertragung mit Frequenzdiversity<br />
unter Einsatz des 16-Channel<br />
FHSS (Frequency Hopping<br />
Spread Spectrum). Jedes Knotenpaar<br />
nutzt eine pseudo-zufällige<br />
Sequenz von 16 Kanälen,<br />
wobei der jeweilige Kanal vom<br />
Netzwerkmanager festgelegt<br />
wird, damit es nicht zu Interferenzen<br />
mit Nachbarknoten<br />
kommt. FHSS erhöht effektiv<br />
die Bandbreite auf das 16fache<br />
und maximiert die Übertragung<br />
selbst dann, wenn die meisten<br />
Übertragungsbänder durch Interferenz<br />
blockiert sind. Im Gegensatz<br />
dazu arbeitet ZigBee Pro auf<br />
einem diskreten Frequenzkanal<br />
gleichzeitig an jedem Punkt.<br />
Das macht es anfällig für Multipath<br />
Fading<br />
Schlussbemerkung<br />
Die Dust Networks SmartMesh-<br />
IP-Familie setzt auf den IEEE<br />
802.15.4 LR-WPAN-Standard<br />
auf. Dies mit komplett implementierter<br />
Selbstheilung und<br />
-optimierung in einem Zeitsynchronisierten<br />
Maschennetzwerk<br />
mit sehr geringem Stromverbrauch.<br />
Durch die Kombination<br />
von zeitsynchronisierten<br />
Schlitzen mit dem Kanalsprungverfahren<br />
und mit strenger Verschlüsselung<br />
ist es möglich, ein<br />
sicheres drahtloses Netzwerk mit<br />
>99,999% zuverlässiger Übertragung<br />
aufzubauen. Es wird so zu<br />
einer realistischen Alternative zu<br />
Sensorkabelnetzwerken. Weitere<br />
Informationen über www.linear.<br />
com/dust. ◄<br />
14 hf-praxis 1/<strong>2014</strong>
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