// Wissen · Glossar

IoT- & OT-Glossar

50 Fachbegriffe, kurz und verständlich erklärt — von Broker bis Zero Trust. Protokolle und Geräte haben eigene, animierte Seiten im Wissens-Hub.

A

Air Gap(auch: Luftspalt, physische Netztrennung): Vollständige physische Trennung eines Netzes von anderen Netzen, insbesondere vom Internet. Ein echtes Air Gap ist heute selten, weil Fernwartung, Updates und USB-Sticks die Trennung in der Praxis durchlöchern. Es ersetzt deshalb keine weiteren Schutzmassnahmen, sondern ergänzt sie höchstens. Ausführlich: Defense in Depth →
Aktor(auch: Aktuator, Stellglied): Bauelement, das elektrische Signale in physikalische Wirkung umsetzt, das Gegenstück zum Sensor. Beispiele sind Motoren, Ventile, Relais und Heizelemente. In der Automatisierung bilden Sensoren, Steuerung und Aktoren zusammen den Regelkreis: messen, entscheiden, handeln. Ausführlich: SPS →

B

Broker(auch: Message Broker, Nachrichtenvermittler): Zentraler Vermittler in einer Publish/Subscribe-Architektur, der Nachrichten von Sendern entgegennimmt und an alle Abonnenten verteilt. Sender und Empfänger müssen sich dadurch nicht kennen und nicht gleichzeitig online sein. Bekanntestes Beispiel ist der MQTT-Broker, etwa Mosquitto oder EMQX. Ausführlich: MQTT →

D

Defense in Depth(auch: gestaffelte Verteidigung, Tiefenverteidigung): Sicherheitsstrategie mit mehreren gestaffelten Schutzschichten, etwa Zutrittskontrolle, Netzwerk-Segmentierung, Firewalls, Härtung der Geräte und Monitoring. Fällt eine Schicht, fangen die nächsten den Angriff auf. In der Industrie ist Defense in Depth ein Kernprinzip der Normreihe IEC 62443. Ausführlich: Defense in Depth →
Determinismus(auch: deterministisches Verhalten): Eigenschaft eines Systems, auf gleiche Eingaben stets innerhalb eines vorhersagbaren, garantierten Zeitrahmens zu reagieren. In der Automatisierung heisst das: eine Nachricht kommt nicht nur irgendwann an, sondern verlässlich innerhalb einer definierten Frist. Deterministische Kommunikation ist die Voraussetzung für Motion Control und schnelle Regelkreise. Ausführlich: EtherCAT →
Digital Twin(auch: digitaler Zwilling): Digitales Abbild eines physischen Objekts oder Prozesses, das über Sensordaten laufend mit der Realität synchronisiert wird. Damit lassen sich Zustände überwachen, Verhalten simulieren und Änderungen gefahrlos durchspielen, bevor sie an der echten Anlage umgesetzt werden. Die Bandbreite reicht vom einfachen Datenmodell einer Maschine bis zur Simulation ganzer Fabriken. Ausführlich: OPC UA →
DMZ (Demilitarisierte Zone)(auch: Industrial DMZ, IDMZ): Abgeschottetes Zwischennetz zwischen zwei Sicherheitszonen, im OT-Umfeld typischerweise zwischen Produktionsnetz und Büro-IT. Datenaustausch läuft nur über Server in der DMZ, direkte Verbindungen zwischen den Zonen sind verboten. So erreicht ein Angreifer aus der IT nicht unmittelbar die Steuerungen. Ausführlich: Firewall →
Downsampling(auch: Datenverdichtung, Aggregation): Verdichtung hochaufgelöster Zeitreihen zu gröberen Intervallen, etwa von Sekundenwerten zu Stundenmittelwerten. Alte Rohdaten lassen sich danach löschen, während die verdichteten Werte für Langzeitanalysen erhalten bleiben. Das spart massiv Speicher und beschleunigt Abfragen über lange Zeiträume. Ausführlich: InfluxDB →
Duty Cycle(auch: Sendezeitbeschränkung, Tastverhältnis): Gesetzlich begrenzter Zeitanteil, in dem ein Funkgerät senden darf. Im europäischen 868-MHz-Band beträgt er je nach Teilband oft nur 1 Prozent, ein LoRaWAN-Sensor darf dann pro Stunde und Teilband nur rund 36 Sekunden kumulierte Sendezeit verbrauchen. Der Duty Cycle begrenzt damit direkt, wie häufig und wie viel ein Gerät funken kann. Ausführlich: LoRaWAN →

E

Echtzeit (hart/weich)(auch: Real-Time, harte Echtzeit, weiche Echtzeit): Echtzeit bedeutet, dass ein System garantiert innerhalb einer definierten Frist reagiert, nicht dass es besonders schnell ist. Bei harter Echtzeit ist eine Fristverletzung ein Fehler mit möglicherweise gefährlichen Folgen, etwa bei einer Roboterachse. Bei weicher Echtzeit ist eine gelegentliche Überschreitung tolerierbar, etwa bei einer Anlagenvisualisierung. Ausführlich: EtherCAT →
Edge Computing(auch: Randverarbeitung, Edge): Datenverarbeitung direkt am Rand des Netzwerks, also nahe bei Maschine oder Sensor, statt in einer entfernten Cloud. Das senkt Latenz und Bandbreitenbedarf, funktioniert auch bei Internetausfall und hält sensible Rohdaten im Haus. Typische Edge-Geräte sind Industrie-PCs und IoT-Gateways. Ausführlich: Gateway →

F

Feldbus(auch: Fieldbus): Industrielles Kommunikationssystem, das Sensoren, Aktoren und Steuerungen auf der Feldebene verbindet, klassisch über eine gemeinsame serielle Leitung. Bekannte Vertreter sind Modbus RTU, PROFIBUS und CAN. Moderne Anlagen ersetzen klassische Feldbusse zunehmend durch Industrial-Ethernet-Varianten wie PROFINET oder EtherCAT. Ausführlich: Modbus RTU →

G

Gateway(auch: Protokollumsetzer, IoT-Gateway): Gerät oder Software, die zwischen zwei Welten übersetzt, im IoT typischerweise zwischen Feldprotokollen wie Modbus und IT-Protokollen wie MQTT oder OPC UA. Ein Gateway kann zusätzlich Daten vorverarbeiten, puffern und absichern. Es ist damit oft der zentrale Baustein bei der Nachrüstung bestehender Anlagen. Ausführlich: Gateway →
Gebäudeleittechnik (GLT)(auch: GLT, Gebäudeautomation, Building Management System): Zentrale Ebene der Gebäudeautomation, die Heizung, Lüftung, Klima, Beleuchtung und weitere Gewerke überwacht, steuert und optimiert. Die GLT sammelt Daten aus Feldsystemen wie KNX oder BACnet und stellt sie auf einer Leitstelle dar. Ziel sind Energieeffizienz, Komfort und ein wirtschaftlicher Betrieb des Gebäudes. Ausführlich: KNX →

H

HMI(auch: Bedienpanel, Mensch-Maschine-Schnittstelle): Die Bedienschnittstelle zwischen Mensch und Maschine (Human Machine Interface), meist ein Touchpanel direkt an der Anlage. Über das HMI beobachtet das Bedienpersonal Prozesswerte, quittiert Alarme und gibt Sollwerte ein. Im Unterschied zu SCADA ist ein HMI typischerweise auf eine einzelne Maschine oder Linie beschränkt. Ausführlich: SPS →

I

Interoperabilität: Fähigkeit von Systemen verschiedener Hersteller, ohne Sonderentwicklung zusammenzuarbeiten und Daten korrekt auszutauschen. Dazu gehört nicht nur das gleiche Protokoll, sondern auch ein gemeinsames Verständnis der Dateninhalte, etwa über standardisierte Informationsmodelle wie die OPC UA Companion Specifications. Fehlende Interoperabilität ist einer der grössten Kostentreiber in IoT-Projekten. Ausführlich: OPC UA →

J

Jitter(auch: Laufzeitschwankung): Schwankung der Latenz von Nachricht zu Nachricht. Selbst bei niedriger durchschnittlicher Latenz stört hoher Jitter zyklische Prozesse, weil Daten mal früher, mal später eintreffen. Echtzeitprotokolle und TSN sind darauf ausgelegt, Jitter zu minimieren. Ausführlich: PROFINET →

L

Last Will (LWT)(auch: Last Will and Testament, Testament-Nachricht): Vorab beim Broker hinterlegte Nachricht, die dieser automatisch veröffentlicht, wenn ein Client unerwartet die Verbindung verliert. Damit erkennen andere Teilnehmer sofort, dass ein Gerät offline ist. Zusammen mit einer Retained Message ergibt das eine saubere Online/Offline-Statusanzeige. Ausführlich: MQTT →
Latenz(auch: Verzögerungszeit, Delay): Zeitspanne zwischen dem Absenden einer Information und ihrem Eintreffen beim Empfänger, meist in Millisekunden angegeben. Für Dashboards sind Sekunden unkritisch, für Maschinensteuerungen zählen Millisekunden oder weniger. Latenz entsteht durch Übertragungswege, Verarbeitung und Warteschlangen in Netzwerkgeräten.

M

Mesh-Netz(auch: vermaschtes Netz, Mesh-Topologie): Netzwerktopologie, in der Geräte Nachrichten füreinander weiterleiten, sodass Daten über mehrere Zwischenstationen zum Ziel gelangen. Das vergrössert die Reichweite und macht das Netz robust, weil Ausfälle einzelner Knoten umgangen werden. Funkstandards wie Zigbee, Thread und Z-Wave arbeiten als Mesh. Ausführlich: Zigbee →

N

Netzwerk-Segmentierung(auch: Segmentierung, Zonenkonzept): Aufteilung eines Netzwerks in getrennte Zonen, zwischen denen der Verkehr kontrolliert wird, meist durch Firewalls oder Router mit Filterregeln. Ein Schadprogramm in einer Zone kann sich so nicht ungehindert auf die ganze Anlage ausbreiten. In der OT orientiert sich die Zonenbildung oft am Purdue-Modell und an IEC 62443. Ausführlich: Firewall →

O

OT (Operational Technology)(auch: Betriebstechnik, Operative Technologie): Sammelbegriff für Hard- und Software, die physische Prozesse steuert und überwacht: Steuerungen, Leitsysteme, Feldgeräte und Industrienetze. Anders als in der IT stehen bei OT Verfügbarkeit und Sicherheit des Prozesses an erster Stelle, nicht Vertraulichkeit. OT-Systeme haben oft Laufzeiten von 15 bis 30 Jahren. Ausführlich: IEC 62443: Zonen & Conduits →
OTA-Update(auch: Over-the-Air-Update, Firmware-Update aus der Ferne): Aktualisierung von Firmware oder Software über die Netzverbindung (Over the Air), ohne physischen Zugriff auf das Gerät. Für verteilte IoT-Flotten ist OTA praktisch die einzige wirtschaftliche Möglichkeit, Sicherheitslücken zu schliessen. Wichtig sind signierte Updates und ein Rollback-Mechanismus, falls ein Update fehlschlägt.

P

Payload(auch: Nutzdaten, Nutzlast): Der eigentliche Nutzinhalt einer Nachricht, im Unterschied zu Adress- und Steuerinformationen im Protokollkopf. Im IoT ist die Payload oft JSON, bei bandbreitenkritischen Anwendungen ein kompaktes Binärformat wie Protobuf oder CBOR. Format und Einheiten der Payload sollten projektweit einheitlich definiert sein. Ausführlich: MQTT →
PKI(auch: Public Key Infrastructure): Public-Key-Infrastruktur: die Gesamtheit aus Zertifizierungsstellen, Prozessen und Software, um Zertifikate auszustellen, zu verteilen, zu prüfen und zu sperren. Eine PKI ist die Vertrauensbasis für TLS, signierte Firmware und Geräteauthentifizierung. Im IoT stellt sie sicher, dass sich nur legitime Geräte mit der Plattform verbinden.
Polling(auch: zyklische Abfrage): Kommunikationsmuster, bei dem ein Master die Teilnehmer zyklisch der Reihe nach abfragt, statt dass diese von sich aus senden. Klassische Protokolle wie Modbus arbeiten so: die SPS oder das Gateway fragt jeden Sensorwert aktiv ab. Polling ist einfach und vorhersagbar, skaliert aber schlechter als ereignisbasierte Muster wie Publish/Subscribe. Ausführlich: Modbus RTU →
Provisioning(auch: Inbetriebnahme, Onboarding): Der Prozess, ein neues Gerät betriebsbereit zu machen: Identität und Zugangsdaten (etwa Zertifikate) zuweisen, Konfiguration aufspielen und das Gerät bei der Plattform registrieren. Bei grossen Stückzahlen muss das automatisiert ablaufen, etwa per Zero-Touch-Provisioning ab Werk. Sauberes Provisioning ist die Grundlage für sichere Gerätekommunikation.
Publish/Subscribe(auch: Pub/Sub, Veröffentlichen/Abonnieren): Kommunikationsmuster, bei dem Sender (Publisher) Nachrichten an einen Broker veröffentlichen und Empfänger (Subscriber) Themen abonnieren, statt direkt miteinander zu sprechen. Das entkoppelt die Teilnehmer zeitlich und räumlich: neue Geräte lassen sich hinzufügen, ohne bestehende anzupassen. Ausführlich: MQTT →
Purdue-Modell(auch: Purdue Enterprise Reference Architecture, PERA): Referenzarchitektur, die Industrienetze in Ebenen von 0 (Sensorik/Aktorik) bis 4/5 (Unternehmens-IT) gliedert, mit einer DMZ als Übergang zwischen OT und IT. Es dient als Grundlage für Netzwerk-Segmentierung und Sicherheitszonen in der Produktion. Moderne IIoT-Architekturen weichen das strenge Ebenenmodell teilweise auf, nutzen es aber weiterhin als Orientierung. Ausführlich: Purdue-Modell →

Q

QoS (Quality of Service)(auch: Dienstgüte, Zustellgarantie): Zusicherung, wie zuverlässig eine Nachricht zugestellt wird. Bei MQTT gibt es drei Stufen: QoS 0 (höchstens einmal, ohne Bestätigung), QoS 1 (mindestens einmal, Duplikate möglich) und QoS 2 (genau einmal, mit Handshake). Höhere Stufen kosten mehr Bandbreite und Latenz. Ausführlich: MQTT →

R

Redundanz(auch: Ausfallsicherheit, Failover): Mehrfache Auslegung kritischer Komponenten wie Netzteile, Netzwerkpfade, Steuerungen oder Server, damit der Ausfall eines Elements nicht den Betrieb stoppt. Man unterscheidet unter anderem heisse Redundanz (Ersatz läuft mit und übernimmt unterbruchsfrei) und kalte Redundanz (Ersatz wird erst gestartet). Der Grad der Redundanz richtet sich nach den Kosten eines Stillstands.
Register / Coil(auch: Modbus-Register, Holding Register): Die Datenobjekte im Modbus-Datenmodell: Coils sind einzelne beschreibbare Bits (etwa ein Relais), Discrete Inputs lesbare Bits, Holding Register beschreibbare 16-Bit-Werte und Input Register lesbare 16-Bit-Werte. Jeder Wert wird über eine Adresse angesprochen. Die Zuordnung von Adressen zu physikalischen Grössen steht in der Registertabelle des Geräteherstellers. Ausführlich: Modbus RTU →
Retained Message(auch: gehaltene Nachricht): Nachricht, die der Broker pro Topic dauerhaft speichert und jedem neuen Abonnenten sofort ausliefert. So kennt ein frisch verbundenes Dashboard den letzten Messwert, ohne auf die nächste Veröffentlichung warten zu müssen. Pro Topic wird immer nur die jeweils letzte Retained Message aufbewahrt. Ausführlich: MQTT →
Retrofit(auch: Nachrüstung, Brownfield-Digitalisierung): Nachrüstung bestehender Maschinen mit moderner Sensorik und Vernetzung, ohne die Anlage zu ersetzen. Typisch werden zusätzliche Sensoren montiert oder vorhandene Schnittstellen wie Modbus über ein Gateway angebunden. Retrofit ist meist der schnellste und günstigste Einstieg ins IIoT, weil Maschinen oft Jahrzehnte im Einsatz bleiben. Ausführlich: Gateway →

S

SCADA(auch: Supervisory Control and Data Acquisition): System zur Überwachung und Steuerung verteilter technischer Prozesse (Supervisory Control and Data Acquisition). Es sammelt Daten von Steuerungen und Fernwirkstationen, visualisiert Anlagenzustände, verwaltet Alarme und archiviert Messwerte. Anders als ein Prozessleitsystem (PLS/DCS) übernimmt SCADA die Regelung nicht selbst, sondern sitzt in der Automatisierungspyramide oberhalb der SPS-Ebene. Ausführlich: SPS →
Sensor-Fusion(auch: Sensordatenfusion): Kombination der Daten mehrerer Sensoren zu einer Gesamtaussage, die genauer und robuster ist als jede Einzelmessung. Ein Beispiel ist die Zustandsüberwachung einer Maschine aus Vibration, Temperatur und Stromaufnahme zusammen. Die Verrechnung erfolgt mit statistischen Verfahren wie Kalman-Filtern oder mit Machine Learning, oft direkt auf dem Edge-Gerät.
Sparkplug(auch: Sparkplug B): Offene Spezifikation, die MQTT für die Industrie verbindlich strukturiert: einheitliche Topic-Namensräume, ein effizientes Binärformat (Protobuf) und definierte Geburts- und Sterbenachrichten für Geräte. Damit wissen alle Teilnehmer ohne Absprache, wie Daten aufgebaut sind und ob ein Gerät online ist. Ausführlich: MQTT →
Spreading Factor(auch: SF, Spreizfaktor): Parameter der LoRa-Modulation (SF7 bis SF12), der Reichweite gegen Datenrate abwägt. Ein höherer Spreading Factor macht das Signal robuster und reichweitenstärker, verlängert aber die Sendezeit deutlich und erhöht den Stromverbrauch. Das Netz kann den Wert per Adaptive Data Rate automatisch optimieren. Ausführlich: LoRaWAN →
SPS / PLC(auch: Programmable Logic Controller, Steuerung): Speicherprogrammierbare Steuerung: ein robuster Industriecomputer, der Sensoren zyklisch einliest, ein Programm abarbeitet und Aktoren ansteuert. Programmiert wird meist nach IEC 61131-3, etwa in Kontaktplan oder Strukturiertem Text. Die SPS ist das Arbeitspferd der Automatisierung und läuft oft jahrzehntelang unverändert. Ausführlich: SPS →

T

Telemetrie: Automatische Erfassung von Messwerten an entfernten Geräten und deren Übertragung an eine zentrale Stelle zur Auswertung. Typische Telemetriedaten im IoT sind Temperatur, Füllstand, Energieverbrauch oder Gerätestatus. Die Kommunikationsrichtung ist dabei primär vom Gerät zur Zentrale.
TLS(auch: Transport Layer Security, SSL (veraltet)): Transport Layer Security: das Standardverfahren zur Verschlüsselung und Authentifizierung von Verbindungen im Netz, bekannt vom https im Browser. Auch MQTT und OPC UA nutzen TLS, um Mithören und Manipulation zu verhindern. Die Echtheit der Gegenstelle wird dabei über Zertifikate geprüft. Ausführlich: MQTT →
Topic(auch: Thema, Nachrichtenkanal): Hierarchisch aufgebaute Adresse, unter der Nachrichten in einem Publish/Subscribe-System veröffentlicht werden, zum Beispiel werk1/halle2/temperatur. Abonnenten wählen über Topics aus, welche Nachrichten sie erhalten wollen. Eine durchdachte Topic-Struktur ist die Grundlage jeder skalierbaren IoT-Architektur. Ausführlich: MQTT →
TSN (Time-Sensitive Networking): Satz von IEEE-802.1-Standards, der normales Ethernet echtzeitfähig macht: präzise Zeitsynchronisation, reservierte Zeitfenster und garantierte Bandbreite für kritischen Verkehr. Damit können Steuerungsdaten und normale IT-Daten dasselbe Netz teilen, ohne dass die Echtzeitkommunikation leidet. TSN gilt als Grundlage der nächsten Generation industrieller Netzwerke. Ausführlich: PROFINET →

U

Unified Namespace (UNS)(auch: einheitlicher Namensraum): Architekturansatz, bei dem alle Daten eines Unternehmens in einer einzigen, hierarchisch geordneten Struktur zusammenlaufen, meist auf einem zentralen MQTT-Broker. Jedes System publiziert seinen aktuellen Zustand an einen sprechenden Pfad, etwa nach dem Schema Standort/Bereich/Linie/Maschine. Der UNS wird so zur gemeinsamen Datenquelle für Produktion, IT und Analyse. Ausführlich: MQTT →

V

VLAN(auch: Virtual LAN): Virtuelles LAN: logische Trennung eines physischen Netzwerks in mehrere unabhängige Teilnetze auf demselben Switch. Geräte verschiedener VLANs können nur über einen Router oder eine Firewall miteinander kommunizieren. VLANs sind das gängigste Werkzeug für Netzwerk-Segmentierung ohne zusätzliche Verkabelung. Ausführlich: Switch →
VPN(auch: Virtual Private Network): Virtuelles privates Netzwerk: ein verschlüsselter Tunnel durch ein unsicheres Netz wie das Internet, der entfernte Standorte oder Personen sicher mit einem Netzwerk verbindet. Im Industrieumfeld ist VPN der Standard für Fernwartung von Anlagen. Wichtig sind starke Authentifizierung und eine Beschränkung des Zugriffs auf das Nötigste. Ausführlich: Firewall →

W

Wildcard (Topic)(auch: Platzhalter): Platzhalter im Topic-Abonnement, um mehrere Topics auf einmal zu abonnieren. Bei MQTT steht + für genau eine Ebene (werk1/+/temperatur) und # für alle restlichen Ebenen (werk1/#). Wildcards sind nur beim Abonnieren erlaubt, nicht beim Veröffentlichen. Ausführlich: MQTT →

Z

Zeitreihen-Datenbank(auch: Time Series Database, TSDB): Datenbank, die auf Messwerte mit Zeitstempel spezialisiert ist und grosse Mengen davon effizient schreibt, komprimiert und über Zeitfenster abfragt. Funktionen wie automatisches Löschen alter Daten (Retention) und Aggregation sind eingebaut. Bekannte Vertreter sind InfluxDB, TimescaleDB und Prometheus. Ausführlich: InfluxDB →
Zero Trust: Sicherheitsmodell nach dem Grundsatz, keinem Gerät und keinem Benutzer allein wegen seiner Netzwerkposition zu vertrauen. Jeder Zugriff wird einzeln authentifiziert, autorisiert und möglichst verschlüsselt, egal ob er von innen oder aussen kommt. Das steht im Gegensatz zum klassischen Modell eines vertrauenswürdigen Innennetzes hinter einer Firewall. Ausführlich: Defense in Depth →
Zertifikat(auch: X.509-Zertifikat, digitales Zertifikat): Digitaler Ausweis, der einen öffentlichen Schlüssel verbindlich einer Identität zuordnet, etwa einem Server, Gerät oder Benutzer. Ausgestellt und signiert wird es von einer Zertifizierungsstelle (CA), der beide Seiten vertrauen. Zertifikate haben eine begrenzte Gültigkeit und müssen rechtzeitig erneuert werden.

← Zurück zum Wissens-Hub