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433 / 868 MHz oder 2,4 GHz – Welche Frequenz für Alarmanlagen ist sinnvoll?

433 / 868 MHz oder 2,4 GHz – Welche Frequenz für Alarmanlagen ist sinnvoll?

433 MHz, 868 MHz oder 2,4 GHz – Welche Frequenz für Alarmanlagen ist sinnvoll?

Da wir immer wieder die Frage gestellt bekommen: „Welche Frequenz für Alarmanlagen ist sinnvoll?“ haben wir in diesem Ratgeber die Detailfragen der 433 MHz, 868 MHz oder 2,4 GHz Frequenz erläutert. Wenn Sie den Artikel gelesen haben, dann wissen Sie welche Frequenz Ihre Alarmanlage besitzen sollte.

Themenübersicht

Über die einzelnen Frequenzbereiche

Frequenzbereiche, die von Hochfrequenz-Apparaten in häuslichen Bereichen, aber auch in Industrie, Wissenschaft und Medizin benutzt werden, werden als ISM-Bänder bezeichnet. Dabei brauchen entsprechende ISM-Geräte – wie etwa medizinische Geräte zur Kurzwellenbestrahlung und Mikrowellenherde – eine allgemeine Erlaubnis der Frequenzverwaltung. Einige ISM-Bänder werden für Datenübertragungen wie Bluetooth, WLAN oder Audio- und Videoübertragungen genutzt, ohne dass für eine solche Verwendung eine Einzel-Frequenzzuteilung benötigt wird.

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Allerdings sind dies keine ISM-Anwendungen und sind eigenen Bestimmungen unterworfen. In den besonders häufig verwendeten Bändern, wie etwa dem 2,4-GHz- und dem 433-MHz-Band, kann es durch die gemeinsame Nutzung zwischen verschiedenen Geräten schnell zu Störungen kommen. In sogenannten Allgemeinzuteilungen ist die Verwendung dieser Frequenzbereiche geregelt, sowohl für Funkanwendungen als auch für ISM-Zwecke. Diese können auf der Webseite der Bundesnetzagentur eingesehen werden.

Das 433-MHz-Band hat die größte Verbreitung

Innerhalb Europa stehen für Verwendungen der Fernsteuerung und lizenzfreien Datenübertragung die drei ISM-Frequenzbänder (ISM = Industrial, Scientific and Medical) zur Verfügung, und zwar bei 868 MHz (868,00 bis 870,00 MHz), bei 433 MHz (433,05 bis 434,79 MHz), sowie bei 2,4 GHz (2,400 bis 2,4835 GHz). Die größte Verbreitung hat heutzutage wohl das 433-MHz-Band, und das besonders bei Lowcost-Produkten wie Garagentoröffner, Autoschlüssel, Funkthermometer usw.

Die Geräte für diese Anwendungen kommen sich selten in die Quere, trotz der großen Verbreitung, weil der Aktivierungsradius gering (<100 m) und die Nutzungsdauer kurz (0,1 bis 3 s) ist. Es kann aber trotzdem vorkommen, dass eine Verwendung auf 433,92 MHz blockiert ist. In den meisten Fällen ist die Störquelle ein Funkkopfhörer, der im Umkreis von 50 m auf derselben Frequenz arbeitet.

Was bringt das neue 868-MHz-Band?

Einer wachsenden Beliebtheit erfreut sich das durchaus junge 868-MHz-Band. Einerseits gilt die neue Technologie als besser bzw. lässt sich besser verkaufen. In diesem neuen Band gelten andererseits Regeln für die höchste Sendedauer, was nicht der Fall beim „alten“ 433-MHz-Band ist. Es gibt dementsprechend 4 Duty-Cycle-Kategorien mit einer Verwendungsdauer von 0,1/1/10 und 100 %, bezogen auf eine Stunde. Eine Gliederung des Bandes nach Verwendung ist ebenfalls vorteilhaft, so ist beispielsweise speziell für Alarmanlagen ein Teilbereich des Bandes reserviert.

Vor- und Nachteile der 433- und 868-MHz-Bänder

Für die andauernd fortschreitende Miniaturisierung ist die geometrisch kleine Antenne von Vorteil. Aus Platzgründen kann eine Antenne oft nicht auf der physikalisch billigen Eigenresonanz arbeiten. Das für die Antenne benötigte Volumen reduziert eine höhere Frequenz. Gegenüber der Frequenz von 433 MHz gibt es aber auch Nachteile. Diese sind u.a. die Reichweite, die Kosten und der Stromverbrauch. Der etwas höhere Preis für 868-MHz-Systeme ist eine Konsequenz der deutlich kleineren Produktionsstückzahlen.

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Bei Breitbandsystemen fällt die Reichweite ungefähr gleich aus wie bei 433 MHz, der Unterschied wird jedoch bei Schmalbandbetrieb sehr deutlich. Weil die Dämpfung durch Materialien und Wände mit steigender Frequenz zunimmt und die kleinere Antenne aus dem Feld auch weniger Energie einfangen kann, schneidet hier die höhere Frequenz schlechter ab. Bei höheren Frequenzen steigen zudem die Defizite in den Komponenten an, sodass der Strombedarf ansteigt oder aber die Empfindlichkeit und Sendeleistung spürbar sinken.

Vor- und Nachteile vom 2,4-GHz-Band

Mit der Verbreitung von Bluetooth und Wireless-LAN hat sich auch das 2,4-GHz-Band etabliert. Innerhalb von Gebäuden nimmt die Reichweite solcher Geräte stark ab. Anderseits kann die größere Abschwächung der hohen Frequenzen bei der Überwindung von Wänden auch ein Vorteil sein, wenn gleichzeitig und unabhängig mehrere Geräte arbeiten müssen und das eigene Büro dieselben Frequenzen wie ein benachbartes Gebäude benutzen möchte, wie es z.B. bei Bluetooth und Wireless-LAN der Fall ist. Bei 2,4 GHz sind die Hauptvorteile die weltweite Aufnahme eines einzigen Frequenzbandes und die große Bandbreite.

Für Massenprodukte wie Tastaturen und Computermäuse, die weltweit verkauft werden und eine bescheidene Sichtreichweite von max. 10 m brauchen, ist das 2,4-GHz-Band durchaus vorteilhaft. In dicht besiedelten Gebieten kommen Verbindungsabbrüche des WLAN Netzwerkes oder zumindest schwankende Datenraten häufig vor. Solche Probleme entstehen durch Störungen, die weitere Funknetze mit derselben Frequenz verursachen. Insgesamt 13 verschiedene Kanäle stehen im 2,4-GHz-Bereich zur Verfügung. Nur drei von denen sind überlappungsfrei und lassen sich somit völlig störungsfrei verwenden. Es kommt andernfalls häufiger zu Kollisionen und die Datenrate und Zuverlässigkeit können stark sinken, wenn im 2,4-GHz-Bereich viel Traffic vorhanden ist. Die Kompatibilität mit älteren Endgeräten, sowie die höhere Reichweite sind klare Vorteile von 2,4-GHz-Netzwerken.

Fazit: Nur die 868-MHz-Systeme gelten als störungssicher

Die meisten Alarmanlagen arbeiten heutzutage überwiegend im Frequenzbereich 433 MHz oder 868 MHz. Hierbei gilt das günstigere 433 MHz Frequenzband als das störanfälligere, denn es werden Störungen z.B. durch Garagentoröffner, Wetterstationen oder auch Babyfon berichtet. Zu Störungen zwischen verschiedenen Geräten kommt es auch beim häufig genutzten 2,4-GHz-Band. Als störungssicher gelten daher vor allem die 868-MHz-Systeme, die in ihrer Anschaffung allerdings etwas teurer sind. Die störungsicherste Frequenz für Alarmanlagen sind also die 868 MHz Systeme und nicht die 2,4 GHz Systeme.

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