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. Alle Kommunikationsflüsse sind verschlüsselt und in Bezug auf Integrität, Authentizität und Vertraulichkeit abgesichert. 

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 Smart-Meter-Gateway-Administrator (GWA). Dieser ist sowohl für die Konfiguration als auch für den sicheren Betrieb verantwortlich. Er muss unter anderen das kryptographische Schlüsselmaterial für die Komponenten des intelligenten Messsystems beim Anschlussnutzer einspielen, aber auch die Konfiguration der Regelwerke für die Tarifierung vornehmen. Aus Gründen der Sicherheit gehen sämtliche Kommunikationsverbindungen vom SMGW aus. 

Im Lokalen Metrologischen Netz (Local Metrological Network, LMN) kommuniziert das SMGW mit den angebundenen Zählern (Strom, Gas, Wasser, Wärme) eines oder mehrerer Anschlussnutzer. Diese übermitteln ihre Messwerte (Verbrauchs- und Einspeisewerte) sowie Netzzustandsdaten (z.B. Spannung, Phasenwinkel, Frequenz) an das SMGW, wo sie gespeichert und weiterverarbeitet werden.

Das Heimnetz (Home Area Network, HAN) ist in die Bereiche HAN-CLS (Dienste für angeschlossene Geräte, M2M-Kommunikation) und HAN-CON (Dienste für Anschlussnutzer und Servicetechniker) geteilt. Im HAN-CLS kommuniziert das SMGW mit lokalen Kommunikationspartnern z.B. zur Anbindung von Energieverbrauchs- und Erzeugungseinrichtungen wie Ladeeinrichtungen für E-Fahrzeuge, Wechselrichtern von Photovoltaikanlagen, Energiemanagementsysteme (EMS) sowie Ausstattungen zur Verbrauchserfassung (Datenkonzentratoren für Heizkostenverteiler). Ebenso wird berechtigten externen Marktteilnehmern der Zugriff auf diese Geräte für Steuerungs- und Fernwartungszwecke ermöglicht. Das SMGW stellt hierfür einen sicheren, transparenten Kanal (TLS-Proxy-Kanal) zur Verfügung, welcher nur durch den Smart-Meter-Gateway-Administrator konfiguriert werden kann.

Die HAN-CON-Schnittstelle ermöglicht einem Servicetechniker wichtige Informationen über den Systemzustand des SMGW in Erfahrung zu bringen. Diese werden benötigt, um im Fehlerfall die lokale Diagnostik und Entstörung durchführen zu können. Darüber hinaus kann der Anschlussnutzer über die HAN-CON-Schnittstelle seine Verbrauchs- und ggf. Einspeisewerte abfragen. Er kann hierzu ein geeignetes Endgerät anschließen und erhält nach erfolgreicher Authentifizierung lesenden Zugriff auf die Daten. Durch die Interoperabilitätsvorgaben der BSI-TR-03109-1 werden die Daten künftig in einem einheitlichen Format bereitgestellt, was eine Weiterverarbeitung in Smart-Home-Systemen ermöglicht.