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Funkstandards für das IoT

Eine Frage von Sicherheit,
Geschwindigkeit und Frequenz

IoT-Lösungen helfen bei der Optimierung von Prozessen und Produkten. Dafür müssen die Daten aber erst einmal an den Ort ihrer Analyse gelangen. Dafür können ­Unternehmen je nach Anwendungsfall auf unterschiedliche Standards setzen.

(Bild: Deutsche Telekom AG)

(Bild: Deutsche Telekom AG)

Maschinen in der Werkshalle vorausschauend warten und so ungeplante Ausfälle reduzieren, Messwerte einer Produktionslinie in Echtzeit verfolgen, um den Ausschuss zu minimieren, oder Lkw-Routen optimieren, um Zeit und Kraftstoff zu sparen und den Personal- und Fahrzeugeinsatz zu verbessern: Wirtschaftlich sinnvolle Anwendungsmöglichkeiten für das Internet der Dinge finden sich in nahezu allen Bereichen und Branchen. In Deutschland nutzen bereits 84 Prozent der Betriebe mindestens eine IoT-Anwendung, 80 Prozent der Befragten planen, ihre Aktivitäten hier weiter auszubauen. Zu diesem Ergebnis kommt eine PAC-Studie im Auftrag der Deutschen Telekom unter 161 Unternehmen aus Handel, Logistik, Transport und Versorgung sowie dem verarbeitenden Gewerbe. Im Bereich Logistik, Transport und Versorgung nutzen demnach bereits 90 Prozent der befragten Unternehmen eine IoT-Lösung und planen weitere Investitionen. Aktuell stehen dabei Apps für Kunden und digitale Assistenten (31 Prozent), vorausschauende Wartung (26 Prozent) und Energiemanagement (25 Prozent) im Fokus. Doch auch komplexere IoT-Lösungen wollen die Unternehmen angehen, beispielsweise um Energie einzusparen, Produktionsausfällen vorzubeugen und um Prozesse zu automatisieren. Dabei kommen Plattformen zum Einsatz, mit denen vernetzten Geräte und Maschinen aus der Ferne verwaltet und gesteuert werden können.

Die richtige Netzwerklösung

Die dafür eingesetzte Netzwerklösung sollte einen Mix aus Sicherheitsanforderungen, Übertragungsgeschwindigkeit und -frequenz, passend zum Standort der vernetzten Geräte bieten. Zieht eine IoT-Lösung erst nachträglich in die Werkshalle ein, sind Retrofit-Lösungen per Mobilfunk erforderlich. Für bewegliche Objekte bieten sich ebenfalls Funktechnologien an. Bluetooth, WLAN, Machine-to-Machine-Kommunikation via 2G oder das LTE-Netz stehen z.B. zur Wahl. Auch gibt es unterschiedliche IoT-spezifische Lösungen.

Für kleine Datenmengen

Viele IoT-Devices senden nur hin und wieder kleine Datenmengen. Für diese Lösungen eignet sich NarrowBand IoT (NB-IoT). Dieser Mobilfunkstandard basiert auf LTE und kann per Software-Upgrade in die vorhandene LTE-Infrastruktur integriert werden. Da NarrowBand IoT im GSM- sowie im LTE-Spektrum funkt, sind keine zusätzlichen Lizenzen nötig. Die Funkmodule beschränken sich auf die notwendigsten Funktionen. Dank schmalbandigem Modulationsverfahren und mehrfacher Übertragungswiederholungen über eine 20 Dezibel höhere Leistungsdichte im Vergleich zu GSM verfügt die Technologie über eine sehr gute Netzabdeckung auch innerhalb von Gebäuden. In puncto Sicherheit bietet NB-IoT dieselben Sicherheitsmechanismen wie LTE.

Höhere Datenraten, niedrige Latenz

Eine weitere Vernetzungsvariante für IoT-Lösungen ist LTE-M (Long Term Evolution for Machines). Sie wurde wie NB-IoT speziell für IoT-Lösungen entwickelt und soll die Lücke zwischen NB-IoT und LTE-Technik füllen. Damit eignet sie sich besonders für mobile IoT-Anwendungen wie Smart-City-Dienste, Güternachverfolgung (Tracking), Wearables oder E-Health-Lösungen. Im Vergleich zu NB-IoT bietet LTE-M höhere Datenraten bis zu 1MBit/s und geringere Latenzzeiten. Künftig soll LTE-M auch Sprache (Voice over LTE; VoLTE) unterstützen. Die Netzabdeckung im Innenbereich ist deutlich besser als bei GSM, die Akkulaufzeit fast so gut wie die von NB-IoT. Die Technologie basiert ebenfalls auf dem LTE-Standard und wird wie NB-IoT Bestandteil des künftigen Mobilfunks 5G sein.

All-in-one-Lösungen

Bei der Suche nach der passenden Vernetzungslösung für IoT-Anwendungen lohnt zudem ein Blick auf All-in-one-Lösungen. Unternehmen können dabei die passenden Datentarife sowie das entsprechende Netz für ihr IoT-Projekt wählen. Das Angebot umfasst als Ende-zu-Ende-Lösung vorkonfigurierte SIM-Karten, die in die zu vernetzenden Geräte eingebaut werden. Über ein Webportal können alle Verbindungen, Vertragsdaten und Volumina eingesehen werden. Zudem integrieren einige Hersteller die Funktionen der SIM-Karte inzwischen auch direkt in den Kommunikationschip des Modems. Die Vorteile dieser Variante: Sie ist kostengünstiger und das IoT-Device verbraucht weniger Strom. Integrierte SIM-Karten sind dabei vor allem für Systeme interessant, die mit nur einer Batterie mehrere Jahre auskommen sollen, beispielsweise für kompakte Funkmodule.


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