Willkommen in der drahtlosen Welt

Alles wird drahtlos. Natürlich: Der Rasierer und das Funktelefon haben uns schon im letzten Jahrtausend „mobiler“ gemacht. Aber mittlerweile gesellen sich immer mehr Gerätschaften hinzu. Und dabei geht es längst nicht mehr nur um die Stromversorgung, sondern auch um die Datenübertragung:

• Von Ihrem (natürlich mobilen) Tablet oder Smartphone, aber auch Ihrem PC können Sie – drahtlos – Filme, Fotos und Musik auf Ihren Fernseher streamen. Und natürlich bedienen Sie den PC mit einer kabellosen Tastatur und Maus.
• Der Saugroboter wuselt selbsttätig und natürlich ebenfalls, ohne ein Kabel hinter sich her zu ziehen, durch die Wohnung und lässt sich sogar per Fernbedienung steuern. Dabei informiert er über seinen Zustand und seine Aktivitäten über eine App. Die vielleicht beeindruckendste Funktion ist aber vermutlich, dass er rechtzeitig wieder zurück zu seiner Ladestation findet und andockt, bevor ihm der Saft ausgeht.
• Apples neue iPhones verzichten auf einen Kopfhöreranschluss. Der Nutzer soll künftig per Bluetooth-Ohrhörer seiner Musik lauschen, aber auch das Gerät per Stimme kontrollieren. Und passend dazu wurden entsprechende Earpods angekündigt: zwei kleine Stöpsel für die Ohren, die nicht einmal mehr per Kabel untereinander verbunden sind. Und wo kein Kabel ist, kann auch keine Kabelverbindung brechen.
• Immer mehr Geräte zur Hausautomatisierung nutzen WLAN, Bluetooth oder andere Funkstandards, um Daten auszutauschen. Damit entfällt eine umständliche Verkabelung, die gerade im Altbau nur schwer nachzurüsten ist.
• Selbst Ihr Personalausweis und Ihr Firmenausweis, Ihre Bankkarte und Ihr Autoschlüssel funktionieren berührungslos.

Und das sind nur ein paar Beispiele von vielen. Wenn Sie sich aufmerksam durch den Alltag bewegen, werden Ihnen noch viele andere Geräte auffallen, die mittlerweile „mobiler“ oder „smarter“ geworden sind, indem sie unterschiedliche Funkübertragungsstandards nutzen.

Datenübertragung und Energiespeicher

Die verschiedenen Standards unterscheiden sich vor allem in Reichweite, Übertragungsgeschwindigkeit und Energiebedarf: Die Smartcard soll nur im Abstand von wenigen Zentimetern funktionieren, der Bluetooth-Kopfhörer in einem Abstand von ein paar Metern, die WLAN-gesteuerte Wellnessleuchte muss sich mit dem WLAN-Router vier Zimmer weiter verbinden und die neue Fahrrad-Alarmanlage überträgt GPS-Daten per LTE und braucht dazu eine eigene SIM-Karte.

Und hier liegt auch das Problem: Je höher der Energiebedarf und je intensiver die Nutzung, umso häufiger müssen viele Geräte dann doch wieder aufgeladen oder Akkus getauscht werden.

Mehr als ein Consumer-Trend

Aber es ist nicht zu erwarten, dass sich der „Drahtlos-Trend“ wieder umgekehrt, obwohl die großen Fortschritte in der Akkutechnik und mobilen Energieversorgung auf sich warten lassen. Im Gegenteil: Immer weiter dringt die Nutzung dieser Funktechniken auch in Unternehmen, in die Medizin und den Sport- und Freizeitbereich ein.

• Zugangskontrolle: So ist es für Car-Sharing-Anbieter notwendig, dass sich die Nutzer Zugang zu den Fahrzeugen verschaffen können, ohne einen physischen Autoschlüssel zu besitzen. Und mit der Zugangsberechtigung, die z.B. über eine Smartphone-App oder Smartcard erfolgt, sind dann diverse weitere Informationen verknüpft: die Nutzer-ID, die Nutzungsdauer, Abrechnungsinformationen usw.
• Statusabfrage/Monitoring: Die Miniaturisierung von Sensoren und ihr Preisverfall machen es möglich, Maschinen, Prozesse und Schnittstellen immer umfangreicher zu überwachen – vom Lagerfach mit digitaler Waage, bei dem am Gewicht erkannt wird, wie viele Schrauben noch vorhanden sind, bis zum Temperatursensor im Gehäuse, der vor Überhitzung warnt. Viele dieser Anwendungen sind nur praktikabel, wenn keine aufwendige Verkabelung benötigt wird.
• Maintenance: Digitale Preisschilder im Supermarkt, die per Funk automatisch den neuesten Preis aufgespielt bekommen, sind längst Realität.
• Infoterminal: Unternehmen oder auch Museen können mit Bluetooth-Beacons bestimmte Standorte markieren, an denen den Nutzern dann aktuelle und positionsbezogene Informationen z.B. über ihr Smartphone abrufen können – wahlweise on demand (also nach Initiierung durch den Nutzer) oder automatisch als Push-Nachricht.
• Mobility/Robotics: Der Einsatz autonomer Roboter beispielsweise im Lager, aber auch in Krankenhäusern als Transport- und Servicehelfer, wäre nicht möglich, wenn sich diese Systeme nicht frei bewegen und dabei trotzdem Kommandos entgegennehmen könnten.
• Medizintechnik: Statt eines langen Schlauchs, der vom Patienten für die Endoskopie geschluckt werden muss und dessen Kamera am Kopf Bilder vom Inneren des Patienten liefert, arbeiten Wissenschaftler an Videokapseln, die einfach geschluckt werden und dann die Bilder per Funk übertragen. Diese Methode ist wesentlich angenehmer für die Patienten und die Kapsel wird auf natürlichem Wege wieder ausgeschieden.
• Sport: Profifußballer tragen mittlerweile beim Training und bei Testspielen Brustgurte oder in die Bekleidung eingearbeitete Sensoren, die nicht nur Körperfunktionen wie den Puls, sondern auch die GPS-Position auf dem Spielfeld in Echtzeit per Funk an den Trainer übertragen. Die genauen Positionsdaten helfen bei der Wahl der richtigen Spieltaktik und eröffnen ganz neue Trainingsmethoden.

Selbst die drahtlose Energieübertragung ist längst Routine – die elektrische Zahnbürste wird ebenso wie manches Smartphone per Induktion aufgeladen. Nur zeigen sich hier auch die momentanen Grenzen des Machbaren: Nicht nur, dass das (entsprechend ausgestattete) Smartphone zur Aufladung exakt auf der Ladematte positioniert werden muss und der Effizienzgrad gering ist (was längere Ladezeiten und höhere Kosten zur Folge hat): Das Lade-Pad selbst muss doch wieder an die Steckdose, ist also selbst keineswegs „kabelfrei“.