In einem intelligenten Messsystem bildet die Kommunikationseinheit, das Smart-Meter-Gateway (SMGW) mit integriertem Sicherheitsmodul, die zentrale Komponente, die Messdaten von Zählern empfängt, speichert und diese für Marktakteure aufbereitet. Das SMGW kommuniziert dabei zur Verbrauchsdatenübertragung wie auch zu seiner Administration mit verschiedenen Komponenten und beteiligten Marktakteuren (siehe Grafik).

Im Weitverkehrsnetz (Wide Area Network, WAN) kommuniziert das SMGW mit den externen Marktteilnehmern und insbesondere auch mit dem SMGW-Administrator. Im Lokalen Metrologischen Netz (Local Metrological Network, LMN) kommuniziert das SMGW mit den angebundenen Zählern (Strom, Gas, Wasser, Wärme) eines oder mehrerer Letztverbraucher. Die Zähler kommunizieren ihre Messwerte über das LMN an das SMGW.

Im Heimnetz (Home Area Network, HAN) des Letztverbrauchers kommuniziert das SMGW mit den steuerbaren Energieverbrauchern beziehungsweise Energieerzeugern (z. B. intelligente Haushaltsgeräte, Kraft­Wärme-Kopplungs- oder Photovoltaik-Anlagen). Des Weiteren stellt das SMGW Daten für den Letztverbraucher beziehungsweise für den Service-Techniker im HAN bereit. Alle Kommunikationsflüsse sind verschlüsselt und in Bezug auf Integrität, Authentizität und Vertraulichkeit abgesichert. Das SMGW bedient sich hierzu eines sogenannten Sicherheitsmoduls, das zum einen als sicherer Speicher für das zur Verschlüsselung erforderliche kryptographische Schlüsselmaterial dient. Zum anderen stellt es die kryptographischen Kernroutinen für Signaturerstellung und -prüfung, Schlüsselgenerierung, Schlüsselaushandlung sowie Zufallszahlengenerierung für das SMGW bereit.