Of u nu een IT-professional bent of “gewoon” een thuisgebruiker, werken met computers, tablets of zelfs smartphones is niet meer denkbaar zonder netwerken. Naast de gangbare en algemeen bekende types zoals LAN/WLAN en WAN, is er ook een divers aanbod van netwerktechnologieën voor de zeer nabije omgeving: PAN – Personal Area Network.
Wanneer het erom gaat de verschillende netwerktypes en eigenschappen van elkaar te onderscheiden, kan dit soms met problemen gepaard gaan. Het is misschien gemakkelijk om een wide area network (WAN) te onderscheiden van een local area network (LAN). Maar als je naar de “onmiddellijke omgeving” van de apparaten kijkt, zul je al snel moeilijkheden hebben om de verschillende netwerkkenmerken op een zinvolle manier van elkaar te onderscheiden: Is het nog steeds NFC (Near Field Communication) of al een Personal Area Network? En welke rol speelt Bluetooth in deze context?
Een blik op de pogingen om de term PAN in het World Wide Web te definiëren en de informatie van diverse bedrijven over dit onderwerp laat verschillen zien, maar ook enkele overeenkomsten: Een PAN is gewoonlijk een netwerk tussen de toestellen van een gebruiker binnen een straal van ongeveer 10 meter. De verbinding kan zowel via een kabel – in veel gevallen USB – als via een draadloze verbinding tot stand worden gebracht. De tweede variant, d.w.z. de draadloze verbinding, zal waarschijnlijk veel vaker worden gebruikt. In deze gevallen wordt het netwerk dan ook WPAN genoemd, d.w.z. Wireless Personal Area Network.
Protocollen: Bluetooth en infrarood, maar ook Zigbee, Z-Wave en EnOcean
De meest gebruikte transmissietechnologie voor toepassingen op korte afstand is waarschijnlijk standaard WLAN/WiFi, ook al hebben ontwikkelaars en bedrijven deze technologie geoptimaliseerd om steeds grotere gebieden met een toegangspunt te kunnen verlichten. Voor echt “persoonlijk” gebruik is 802.11 daarom meestal maar beperkt geschikt – andere protocollen en transmissietechnologieën zijn soms beter geschikt.
Bijna alles wat ook maar in de verste verte te maken heeft met gegevensuitwisseling tussen smartphones, tablet-pc’s en tablets en andere apparaten, is meestal afhankelijk van een Bluetooth-verbinding. Headsets, handsfree-sets, microfoons, printers of auto’s worden op deze manier binnen enkele seconden (althans meestal) “gekoppeld” met het handheld-systeem en maken een gemakkelijke gegevensuitwisseling mogelijk.
Ontwikkeld door de Bluetooth Special Interest Group (SIG) in de jaren negentig, is Bluetooth nu de industrienorm geworden voor gegevensoverdracht tussen apparaten over een korte afstand. Voordat Bluetooth echter een hoge vlucht nam en het meest gebruikte PAN-protocol werd, was er in het begin van de jaren 2000 een fase waarin vaak een andere technologie werd gebruikt: De fabrikanten gebruikten geen radiogolven voor de korte afstand, maar zonden de gegevens door via een infraroodverbinding – net zoals dat gebruikelijk was voor afstandsbedieningen voor televisies of hifi-installaties en tot op zekere hoogte ook nu nog het geval is. Achter de technologie zit de zogenaamde IrDA-standaard (Infrared Data Association), die in 1993 werd opgericht door verschillende bedrijven, waaronder IBM, Microsoft en Hewlett Packard, om de infraroodtransceivers en de protocolspecificaties te standaardiseren. Intussen speelt IrDA echter een tamelijk ondergeschikte rol als technologie in de PAN-omgeving.
Ten slotte zijn er nog specialisten als Zigbee, Z-Wave en EnOcean. De belangrijkste overkoepelende organisatie die de implementatie van de ZigBee-technologie coördineert, is de “ZigBee Alliance”, waartoe bedrijven behoren als Philips, General Electric, Osram en hun huidige eigenaars, Huawei, Somfy, Honeywell, Busch-Jaeger, Jung, Gira, Bosch, Samsung, Kärcher, Siemens, Telekom, Velux en ZTE, maar ook Amazon en Ikea. Dit radioprotocol is, net als zijn directe concurrenten Z-Wave, Enocean of Bluetooth Smart, vooral geschikt voor gebruik in sensortechnologie, domotica en voor diverse medische toepassingen.
In tegenstelling tot WLAN of Bluetooth is ZigBee niet gericht op de overdracht van grote hoeveelheden gegevens, maar eerder op de overdracht van kleine hoeveelheden gegevens met een zo laag mogelijk stroomverbruik. Z-Wave wordt vooral gebruikt voor domotica in particuliere woonruimten, voor draadloze bediening van ventilatie, verlichting of verwarmingssystemen. Vanwege de vrij geringe bandbreedte is de technologie niet geschikt voor de overdracht van audio- of videogegevens. Het maakt echter de veilige overdracht van gegevens mogelijk, bijvoorbeeld voor gebruik in toegangs- en beveiligingssystemen.
Nabij netwerk in industrie en handel
Wie voor het eerst te maken krijgt met het concept van een netwerk in de “nabije omgeving”, komt ongetwijfeld de klassieke definitie tegen van een personal area network (PAN of WPAN), zoals wij die hier ook hebben beschreven. Maar er is veel meer aan de hand met netwerkverbindingen in de nabije omgeving – en dan hebben we het niet alleen over WLAN, LTE en de komende 5G-netwerkverbindingen. Een goed voorbeeld is de zogenaamde M2M-communicatie (machine-to-machine). Hoewel het cliché van “robots die met elkaar praten” goed van pas komt, is het eigenlijk veel meer: namelijk een gangbare praktijk voor geautomatiseerde gegevensuitwisseling tussen machines die in de industrie is ingeburgerd. De koppeling van sensoren, zogenaamde actuatoren (aandrijfeenheden die opdrachten van de besturingscomputer omzetten in mechanische bewegingen of ook in veranderingen van fysische variabelen zoals druk of temperatuur) en de eigenlijke productieapparatuur in een netwerk is al geruime tijd standaard in de industriële omgeving.
Vooral in de zeer nabije omgeving, d.w.z. wanneer de afstand tussen de apparaten slechts enkele centimeters bedraagt, wordt één technologie steeds belangrijker, zowel in de industrie als in de consumentenwereld: de zogenaamde “Near Field Communication” (NFC). Qua technologie gaat het om een speciale actieve vorm van RFID (radiofrequentie-identificatie). NFC werkt op basis van elektromagnetische inductie via gekoppelde spoelen. De transmissieafstand is dan zeer klein en bedraagt slechts enkele centimeters. De laatste jaren is NFC de doorslaggevende technologie geworden op het gebied van mobiele en contactloze betalingen in de consumentensector. Bij kassa’s in de detailhandel en ook in benzinestations en restaurants wordt NFC vooral gebruikt voor de authenticatie en vrijgave van de betalingstransactie. Op dezelfde manier identificeren mensen, apparaten en voorwerpen zich ook in logistieke of meer algemene industriële processen. In de regel beschikken de huidige smartphones en tablet-pc’s allemaal over NFC-chips die dit gebruik mogelijk maken.
Netwerken ter plaatse en “aan te leggen”
De netwerkvorming van onze directe omgeving rukt steeds verder op. Van de plaatsbepaling van mensen en voorwerpen tot de datahandschoen – steeds weer ontstaan nieuwe en meestal opwindende toepassingen als gevolg van netwerken. De overdraagbaarheid van systemen voor gegevensverwerking of gegevensverzameling is al jaren niets bijzonders. Intussen zijn bedrijven als de Amerikaanse sportartikelenfabrikant Nike zelfs zo ver gegaan dat de “Adapt”-serie hardloopschoenen kan worden gekoppeld aan de Apple Watch om de pasvorm naar behoefte strakker of losser te maken – met stembediening via Siri. Wat voor professionele atleten een interessante functie kan zijn, zal voor de meeste gelegenheidsatleten waarschijnlijk niet veel uitmaken.
Gegevensverzamelingen zoals hardloopafstanden, hartslagmeting, snelheid of het tellen van stappen zijn al voor weinig geld verkrijgbaar en rond de smartphone heeft zich ook een compleet ecosysteem ontwikkeld. Bijna alle concepten van dit type zijn gebaseerd op Bluetooth. Directe draagbaarheid is echter ook belangrijk in de werkende wereld. Iedereen in het materiaalbeheer die heeft ervaren hoe het voelt om acht uur lang goederenbarcodes te scannen met een handscanner, zal de voordelen van een “scanhandschoen” op prijs stellen. De handcomputer is geïntegreerd in een handschoen en de scantrigger wordt bijvoorbeeld geactiveerd wanneer de vuist licht wordt gebald.