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Was ist Bluetooth Mesh Networking und wie funktioniert es?

Bluetooth SIG, die Organisation, die die Entwicklung der Bluetooth-Standards überwacht, hat gerade die Spezifikationen für Bluetooth-Mesh veröffentlicht - eine Mesh-Netzwerkstruktur für Bluetooth-LE-Geräte, die als zuverlässigere und skalierbarere Lösung für verschiedene IoT (Internet of Things) und Internet betrachtet wird Hausautomationsgeräte, die eine energiesparende Netzwerktechnologie benötigen, um miteinander zu interagieren und Informationen auszutauschen. Laut Bluetooth SIG ist die Technologie bereits für Geräte verfügbar, die mindestens Bluetooth v4.0 und höher verwenden. Sie können also davon ausgehen, dass sie früher als später zu einem Gerät in Ihrer Nähe kommen. Schauen wir uns das Bluetooth Mesh Networking genauer an und was es für Mainstream-Konsumenten wie Sie und mich bedeutet.

Um zu verstehen, was Bluetooth Mesh Networking ist und wie es den Verbrauchern zugute kommt, werfen wir zunächst einen Blick auf die Mesh-Netzwerktechnologie.

Was ist Mesh Networking und wie funktioniert es?

Ein Maschennetzwerk ist eine Art Netzwerktopologie, entweder drahtgebunden oder drahtlos, bei der jeder einzelne Knoten miteinander verbunden ist und Daten für das Netzwerk weiterleitet, wodurch das Versprechen einer nahtlosen Konnektivität Wirklichkeit wird. Es ist zwar ein relativ neues Phänomen im Bereich der Verbrauchertechnologie, es existiert jedoch schon seit geraumer Zeit und wird vorwiegend für kommerzielle Anwendungen im Gesundheitssektor und bis jetzt vom Militär verwendet. Es wird jedoch erwartet, dass die Technologie in den kommenden Tagen immer beliebter wird, da sie für IoT-Anwendungen wie Beaconing, industrielle Automatisierung und Smart Home-Geräte eine entscheidende Rolle spielen wird.

Bild mit freundlicher Genehmigung: walk-about.eu

Die WiFi Alliance (WFA) hat die Technologie tatsächlich in den Endkundenbereich gebracht. Geräte wie Google Home, Google WiFi und Google OnHub unterstützen WiFi Mesh. Wie funktionieren sie eigentlich? Mesh-Netzwerkgeräte umfassen tatsächlich mehrere Knoten, von denen einer normalerweise als Gateway für Ihre Netzverbindung dient. Anstelle eines herkömmlichen Netzwerks, bei dem jeder Knoten mit einem einzigen Zugriffspunkt (häufig als "Hotspot" bezeichnet) kommuniziert, kommunizieren alle Knoten in einem Maschennetzwerk miteinander, verstärken das Signal und vergrößern seine Reichweite . Theoretisch kann der Bereich unendlich erweitert werden und ist nur durch die Anzahl der Geräte in Ihrem Netzwerk begrenzt.

Google OnHub (im Bild) und andere Google-Geräte wie Google Home und Google WiFi unterstützen Mesh-Netzwerke.

Während preiswerte Range Extender auch viel von dem halten können, was teure Mesh Networking Kits versprechen, ist der eine Bereich, in dem Mesh Kits traditionelle Range Extender schlagen, die Geschwindigkeit. Während Mesh-Netzwerke normalerweise nicht zu einer erheblichen Verschlechterung der Netzwerkgeschwindigkeit führen, haben Range-Extender, wie wir alle wissen, die unangenehme Angewohnheit, Verbindungen zu verlangsamen. Mit Mesh-Netzwerken, die versprechen, nahtlose Konnektivität über große Bereiche hinweg bereitzustellen, sind die Tage der Suche nach "Hotspots" möglicherweise vorbei, da drahtlose Mesh-Netzwerke durchaus dazu verwendet werden können, um ganze Städte mit der vorhandenen Technologie zu verbinden. ferne Zukunft.

Nun, da wir gesehen haben, wie WiFi-Netze den Verbrauchern dabei helfen, diese ärgerlichen "toten Zonen" zu beseitigen und nahtlose Internetverbindungen über alle Ecken und Winkel ihres Hauses zu erhalten, ist es wichtig zu wissen, dass WLAN nicht die einzige drahtlose Technologie ist, die dies ermöglicht kann ein eigenes Maschennetz haben. Zum einen verwendet Philips bereits eine auf IEEE 802.15.4 basierende Spezifikation namens "ZigBee" für seine beliebte "Hue" -Serie von intelligenten Beleuchtungsprodukten. Mit der Bluetooth SIG werden nun auch eigene Spezifikationen für das Bluetooth-Mesh veröffentlicht, ein interessanter Wettbewerb Die verschiedenen Plattformen sind möglicherweise für die Zukunft von Bedeutung.

Was ist Bluetooth Mesh Networking und wie wird die Konnektivität verbessert?

Das Bluetooth-Mesh ist im Grunde jedes Mesh-Netzwerk, das die Bluetooth-Technologie zum Verbinden von Geräten verwendet. Es arbeitet mit Bluetooth LE (Low Energy) und ist mit Bluetooth v4.0 und höher kompatibel . Allerdings sind nicht alle Produkte, die diesen Standards entsprechen, tatsächlich kompatibel. Denn laut einer Pressemitteilung von Bluetooth Anfang dieser Woche „können nur Produkte (die über ein Firmware-Upgrade aufgerüstet werden können) für die Unterstützung von Bluetooth Mesh erweitert werden ”. Der verfügbare Speicherplatz in Ihrem Bluetooth-Chip ist auch eine andere Sache, die entscheidet, ob Ihr Gerät mit der Technologie kompatibel ist oder nicht.

Bluetooth SIG hat daran gearbeitet, seine Technologie für IoT-Anwendungen besser geeignet zu machen. Aus diesem Grund war es für viele Branchenbeobachter etwas überraschend, als die Organisation im vergangenen Dezember den Bluetooth-5-Standard ohne ein Wort über Mesh-Netzwerke ankündigte. Das Aufkommen von IoT bedeutete, dass das Fehlen von Mesh-Netzwerken zu einem kritischen Problem für Bluetooth als Option für drahtlose Verbindungen wurde. Jetzt, da Mesh-Netzwerke offiziell Teil von Bluetooth sind, wird erwartet, dass die Technologie eine größere Reichweite, schnellere Datenübertragung und Interoperabilität mit anderen Technologien bietet .

Eine größere Reichweite sollte insbesondere bei der Einführung von Bluetooth in Heimautomationsumgebungen hilfreich sein, sodass Geräte mit Bluetooth v4.0 und höher nicht nur innerhalb eines Gebäudes, sondern auch über mehrere Gebäude hinweg miteinander kommunizieren können. Es könnte auch das Bluetooth-Beaconing möglicherweise den nötigen Schub geben, da die Technologie nicht wirklich sinnvoll eingesetzt hat, obwohl sie bereits 2013 angekündigt wurde. Bluetooth-Beaconing ermöglicht, falls Sie sich fragen, Bluetooth-fähig Geräte, die miteinander interagieren, und können für das Messaging, das Tracking und die Ortung von Bluetooth-Geräten in einem bestimmten Bereich verwendet werden, ohne dass ein Pairing erforderlich ist.

Neben dem Beaconing soll das Bluetooth-Netz auch die Robotikindustrie unterstützen, in der KI-basierte Roboter über das Bluetooth-Netz miteinander kommunizieren können. Die Technologie wird voraussichtlich auch in einer Vielzahl anderer Anwendungen zum Einsatz kommen, darunter Energiemanagement, Smart-City-Anwendungen, Sensornetzwerke, industrielle Automatisierung und IIoT (Industrial Internet of Things). Bluetooth SIG behauptet, dass die Technologie bereits auf dem Markt für Heim- und Büroautomation, insbesondere bei intelligenten Lichtanbietern, Interesse gefunden hat.

Ist Bluetooth Mesh Networking sicher?

Angesichts der jüngsten Angriffe von Mirai und BrickerBot auf intelligente Geräte sind Datenschutz und Sicherheitsbedenken in erster Linie ein Hauptanliegen unserer Meinung nach, wenn es um das Internet der Dinge geht. Sind Bluetooth-Mesh-Netzwerke also sicher, oder gibt es Sicherheitslücken, die von Hackern und Cyber-Kriminellen ausgenutzt werden können? Laut Bluetooth SIG verwendet die Technologie " 256-Bit-Elliptikkurven und Out-of-Band-Authentifizierung ", um Geräte zum Netzwerk hinzuzufügen. Die gesamte Kommunikation innerhalb des Netzwerks wird über 128-Bit-AES-CCM-Schlüssel verschlüsselt und mit 64 authentifiziert -Bit-Authentifizierung (kann auf bis zu 1088 Bit erhöht werden), um Brute-Force-Angriffe zu verhindern. Außerdem werden Verschlüsselung und Authentifizierung sowohl auf der Netzwerkebene als auch auf der Anwendungsebene angewendet. Daher können Knoten (Geräte), die ein Netzwerk bilden, nur verschlüsselten Inhalt weiterleiten, der nur mit einem separaten Anwendungsschlüssel entschlüsselt werden kann.

Um Wiederholungsangriffe zu verhindern, hat Bluetooth SIG vorgeschrieben, dass jede Nachricht neue Sequenznummern erhält, während jedes gesendete Paket verschleiert wird, was Ihre Identität schützen sollte, selbst wenn jemand auf das Paketschnüffeln zurückgreift. Die ECDH-Technologie wird verwendet, um Man-in-the-Middle-Angriffe (MITM) zu verhindern. Trashcan-Angriffe werden durch ein Verfahren zum Aktualisieren von Schlüsseln verhindert, um alle entfernten Geräte auf eine schwarze Liste zu setzen. Laut Bluetooth SIG gibt es Verfahren, um "physisch unsichere Geräteangriffe" und "Besucherangriffe" zu verhindern.

Wird das Bluetooth Mesh Networking dem Endbenutzer unmittelbare Vorteile bringen?

Auch wenn Bluetooth-Mesh-Netzwerke in den kommenden Tagen häufiger werden, ist es wichtig zu wissen, dass die meisten Anwendungsfälle kommerzieller Natur sind. Wenn Sie also erwarten, Musik zu allen Bluetooth-Lautsprechern streamen zu können Wenn Sie die Technologie in Ihrem Haus verwenden, können Sie diesem Gedanken jetzt ein Ende setzen. Dies ist darauf zurückzuführen, dass diese Geräte entweder Basic Rate- oder Enhanced Data Rate-Technologien verwenden, die für kontinuierliche drahtlose Verbindungen konzipiert und für das Audio-Streaming optimiert sind.

Mesh-Netzwerke verwenden jedoch Bluetooth LE, das speziell für drahtlose Verbindungen mit kurzen Bursts entwickelt wurde und für die Vernetzung mit mehreren Geräten ausgelegt ist. Während dies Ihren großen Träumen von der täglichen Verwendung des Bluetooth-Mesh zu Hause ein schnelles Ende bereiten sollte, ist das Gute daran, dass Sie dank der unterschiedlichen Standards der Bluetooth-Lautsprecher und des Bluetooth-Mesh weiterhin Musik streamen können und verwenden Sie die Bluetooth-Verbindungen Ihres Telefons, Laptops oder der Smartwatch für alles, sogar mitten in einem Bluetooth-Mesh-Netzwerk.

Wann können wir davon ausgehen, dass Bluetooth Mesh Networking kommerziell eingeführt wird?

Technisch gesehen wurde das Bluetooth-Mesh-Netzwerk bereits ausgerollt und Hersteller können ihre Geräte mit Bluetooth SIG qualifizieren. Die Qualifizierung eines Geräts muss jedoch noch bei Null beginnen. Um ein Produkt registrieren zu können, muss es sich entweder um ein neues Produkt handeln oder um etwas, das speziell für diesen Zweck geändert wurde. Das bedeutet im Wesentlichen, dass selbst wenn Sie ein Produkt haben, das aus technologischer Sicht mit Bluetooth-Mesh kompatibel ist, dieses Produkt aus heutiger Sicht nicht für den Standard qualifiziert werden kann, auch wenn es sich derzeit noch um Dinge handelt in der Lage sein, Teil eines Mesh-Netzwerks zu werden.

Die Zukunft der Bluetooth Mesh Networking

Wir befinden uns erst in den aufstrebenden Stadien der bevorstehenden IoT-Revolution, und die meisten Entwicklungen in diesem Sektor befinden sich größtenteils noch in einer experimentellen Phase. Wie die Zukunft aussieht, kann niemand wirklich mit Sicherheit sagen, aber die Chancen für eine engere Zukunft werden von den heutigen Forschern gelegt, die sehen, wie weit sie mit neuen Technologien vorstoßen können. Daher könnte das Bluetooth-Mesh-Netzwerk eines Tages zur herausragenden Technologie werden, die nicht nur Wohnungen und Büros miteinander verbindet, sondern ganze intelligente Städte, von denen erwartet wird, dass sie vor Ende dieses Jahrhunderts alltäglich werden.

Nun, da Sie eine Menge Informationen über das Bluetooth-Netz gesammelt haben, was ist Ihrer Meinung nach in seiner Zukunft? Kann es mit relativ etablierten Wireless-Mesh-Technologien wie ZigBee mithalten? Lass es uns in den Kommentaren unten wissen.

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