Blau ist die Zukunft

Bluetooth als Basis funkvernetzter Zutrittssysteme

bauplaner 06/2022
Gebäudetechnik
Digitalisierung

Bluetooth findet für die Übertragung digitaler Schlüssel in Zutrittslösungen bereits breite Verwendung. Doch damit enden die Einsatzmöglichkeiten nicht: Die Technologie wird auch als Basis für die Funkvernetzung von kabellosen Zutrittskomponenten genutzt.

D er nordische König Harald Blauzahn, der als Namensgeber für Bluetooth fungiert, war als großer Kommunikator berühmt. Es heißt, dass er sogar streng verfeindete Völker miteinander versöhnen konnte. Diese Kommunikationsfähigkeit wird auch Bluetooth zugeschrieben. Der Funkstandard ist besonders in der mobilen Welt weit verbreitet, zum Beispiel für die Übermittlung von Sprache in Freisprecheinrichtungen oder Musik in Kopfhörern. Bereits vor mehreren Jahren haben weitsichtige Anbieter von Zutrittskontrollsystemen das Potenzial von Bluetooth erkannt. Das mündete in der Nutzung der Technologie für Mobile Access. In Zutrittslösungen auf Bluetooth-Basis wird der digitale Schlüssel aus der Managementsoftware „Over the Air“ (OTA) an die in einem verifizierten Smartphone installierte App verschickt. Die Anwendenden erhalten eine Nachricht, dass sie einen neuen digitalen Schlüssel erhalten haben und für welche Türen sie berechtigt sind. Sie müssen nur noch das Smartphone vor den elektronischen Beschlag halten und via App die Kommunikation starten. Salto hat auf diese Art bereits mehrere hunderttausend Türen weltweit ausgestattet.

Funkvernetzte Zutrittssysteme
Aufgrund seiner Eigenschaften eignet sich Bluetooth nicht nur für die Übertragung von mobilen Schlüsseln, sondern auch von klassischen Zutrittsdaten wie Berechtigungen, Sperrlisten, Türstatus, Batteriestand – und damit als Basistechnologie für funkvernetzte Zutrittssysteme. Diese sind eine Ergänzung von offline vernetzten Anlagen für Zutrittspunkte, an denen eine Echtzeit-Überwachung von Türen nötig ist, jedoch eine Verkabelung zu aufwändig oder teuer wäre. Die Wireless-Technologie verbindet die batteriebetriebene elektronische Türhardware per Funksender/-empfänger mit Gateways, die wiederum per Ethernet mit dem Server kommunizieren. Bei größeren Entfernungen zwischen den Türkomponenten sowie den Gateways erhöhen Repeater die Reichweite des Funknetzes. Bluetooth kann dort etliche seiner Eigenschaften gewinnbringend ausspielen. Die Technologie bietet in erster Linie eine stabile Kommunikation zwischen der Hardware, denn die Chips wählen permanent die besten Übertragungskanäle abhängig von den Umgebungsbedingungen und der Belegung („Frequency Hopping“). Das geht sogar so weit, dass üblicherweise oft genutzte Kanäle künftig übersprungen werden. Damit minimiert Bluetooth Interferenzen (Störungen) mit anderen Funkstandards, die im gleichen
Spektrum arbeiten. Zugleich punktet Bluetooth mit hoher Übertragungsgeschwindigkeit, großer Datenrate (bis zu 2 Mbit/s) und geringer Latenz (rund 2,5 ms), was wesentlich zu einem zuverlässigen Betrieb beiträgt. Hinsichtlich der Sicherheit stellt Bluetooth verschiedene Mechanismen bereit. Entscheidend ist aber, in welcher Form das System die Daten übermittelt. Hierbei setzt beispielsweise Salto bei seinem Wireless-System BLUEnet auf die neuesten Möglichkeiten und sichert die verbreiteten Daten mit einer AES-256-Bit-Verschlüsselung – der höchsten derzeit verfügbaren Verschlüsselung.

Für batteriebetriebene Geräte spielt der Energieverbrauch typischerweise eine wichtige Rolle. Bereits mit dem Bluetooth-Standard ab 4.0 (Bluetooth Low Energy, BLE) konnten die Chips erstmals sinnvoll in Offline-Türkomponenten eingesetzt werden. Die Versionen ab 5.0 reduzieren den Energieverbrauch noch einmal, unter anderem wegen des „Sleep Modes“, durch den die Chips nur dann aktiv werden, wenn sie angesprochen werden. Auch für das Produktdesign bringt der Einsatz einer Funkvernetzung über Bluetooth eine Reihe von Vorteilen. Zum einen verringert sich die Anzahl der Funkmodule im elektronischen Beschlag oder Zylinder, was eine gegenseitige Beeinflussung vermeidet. Gleichzeitig sind die Chips mittlerweile so klein, dass sich kompaktere Bauformen der Türkomponenten realisieren lassen. Das resultiert in mehr Funktionen auf weniger Platz, was wiederum neue Designansätze erlaubt.

Bluetooth schlägt WLAN
Bluetooth als Übertragungstechnologie in Wireless-Systemen weist insbesondere gegenüber einer Vernetzung über WLAN Vorteile auf. Nicht immer ist gewährleistet, dass alle Elemente in einem WLAN reibungslos miteinander funktionieren. Änderungen an der Konfiguration einzelner Geräte, die eigentlich nichts mit der Zutrittskontrolle zu tun haben, können die Kompatibilität beeinträchtigen und somit den Betrieb negativ beeinflussen. Darüber hinaus verursachen die Sicherheitseinstellungen von WLANs häufig Probleme in der Praxis, wenn die Firewall Datenströme blockiert oder Ports an Routern nicht freigegeben wurden. Obendrein kann in einem WLAN die Priorisierung der Datenpakete zu Verzögerungen beim Datentransfer führen. Gerade in Anwendungen, in denen eine Türüberwachung in Echtzeit gewünscht ist, kann dieses Szenario den ursprünglichen Zweck einer Wireless-Zutrittskontrolle ad absurdum führen. Ein weiterer, häufig unterschätzter Aspekt ist der hohe Energieverbrauch, der für den Betrieb in einem WLAN anfällt. Typischerweise verzichten Anwender bewusst auf eine Verkabelung von Türen, wenn sie auf funkbasierte Zutrittslösungen setzen. Entsprechend muss aber auch die Batterielebenszeit in den elektronischen Beschlägen und Zylindern beachtet werden, die bei einer Anbindung über WLAN überraschend kurz sein kann.

Bei der Auswahl eines Wireless-Systems sind neben der Basistechnologie auch einige weitere Faktoren zu berücksichtigen. Dazu gehört unter anderem die Abwärtskompatibilität. Es ist für Anwendende nicht zumutbar, dass sie die gesamte Infrastruktur austauschen müssen, wenn sie eine Bestandsanlage mit einer Bluetooth-Funkvernetzung erweitern möchten. Einige wenige Anbieter tragen diesem Umstand Rechnung, indem sie für ihre Gateways und Nodes entsprechende Anschlussoptionen bieten, damit Anwendende ältere und neue Funktechnologien parallel betreiben können. Zudem müssen Wireless-Zutrittslösungen natürlich auch eine Rückfallebene bieten, für den unwahrscheinlichen Fall einer Unterbrechung der Funkverbindung. Moderne Systemlösungen gewährleisten das, indem sie als Basis immer ein virtuelles Netzwerk verwenden. Damit ist auch unabhängig von Stromversorgung, Netzwerk- und Funkverbindung ein sicherer Betrieb der Zutrittskontrolle garantiert

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