Ob Anwendungen für Industrie oder Smart Cities, das Internet of Things (IoT) weckt großes Interesse in vielen Branchen. Denn mit der digitalen Kommunikation zwischen Menschen, Maschinen, Produkten und Logistik können ganze Wertschöpfungsketten nachhaltig optimiert werden und das steigert die Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen.

Die Weiterentwicklung von neuen Mobilfunktechnologien entfaltet noch mehr Potentiale, das sind 5G, sowie eigens für IoT entwickelte Übertragungstechnologien wie NB-IoT und LTE-M.

Wir erklären Ihnen, was wofür geeignet ist und zeigen inspirierende Best Practices.

Tendenz stark steigend

Das Erfolgsprinzip des Internet of Things ist schnell erklärt: Sensoren auf Maschinen oder in Fahrzeugen, Autos, Containern oder Räumen übermitteln in definierten Abständen Messdaten wie Standort, Temperatur, Füllstand, Feuchtigkeit, u.v.m.

Diese wertvollen Daten ermöglichen u.a. die Kontrolle von Produktionstemperatur in Echtzeit, schnelle Reaktion auf ein Ereignis wie nasse glatte Straßen oder das optimierte Steuern eines Fuhrparks.

Der IoT Markt soll 2022 um 18 Prozent auf 14,4 Milliarden aktive Verbindungen wachsen; bis 2025 sollten die Lieferprobleme nachlassen und das Wachstum noch zunehmen, nämlich auf 27 Milliarden verbundene IoT Devices, schätzt IoT Analytics, Marktanalyst für Internet of Things, KI und Industrie 4.0.

Es braucht eigene Übertragungstechnologien für IoT

Herkömmliche Mobilfunktechnologien hatten zahlreiche Nachteile für IoT-Anwendungen, wie schlechte Verbindung in Gebäuden oder zu kurze Batterielebensdauer in den Devices; daher startete 2016 das 3rd Generation Partner Project (3GPP).

Teil des Konsortiums war die Deutsche Telekom, also die Muttergesellschaft von Magenta Telekom. Gemeinsam entwickelte man mit NB-IoT und LTE-M zwei weltweite Standards für die Mobilfunktechnologie, die speziell auf die Anforderungen des Internet of Things abgestimmt sind.

Auswahl der Mobilfunktechnologie

Für jede IoT-Anforderung steht eine passende Mobilfunktechnologie zur Verfügung. Die Auswahl beruht im Grunde auf der folgenden Frage: Wie oft müssen wie viele Daten verschickt werden?

  • NB-IoT (NarrowBand IoT): wenig Daten, geringe Frequenz
  • LTE-M (Long Term Evolution machine type communication): viele Daten, niedrige Frequenz oder wenig Daten, hohe Frequenz
  • 5G (5. Generation drahtloser Breitbandtechnologie): viele Daten, hohe Frequenz

Zur besseren Einschätzung des Potenzials jeder Technologie gehen wir nun ins Detail mit Vorteilen, Verfügbarkeit und Anwendungsbeispielen.

NB-IoT (NarrowBand-IoT)

Werden kleine Datenmengen nur selten verschickt, dann bietet sich NB-IoT besonders gut an, da die Datenrate auf maximal 250 Kilobit pro Sekunde für Up- und Downloads beschränkt ist. Weniger gut geeignet ist NB-IoT für Echtzeit-Anwendungen, da die Latenz (also die Antwort- bzw. Reaktionszeit auf ein Ereignis) insgesamt zu hoch ist.

Vorteile von NB-IoT

  • hohe Gebäudedurchdringung, selbst durch dicke Keller- und/oder Betonwände
  • sehr lange Batterielaufzeit von bis zu 10 Jahren
  • Energieverbrauch und Kostenaufwand sind vergleichsweise gering
  • einfache Funkmodule mit gezielten Funktionen
  • große Distanzen lassen sich problemlos überwinden

Verfügbarkeit von NB-IoT

NarrowBand IoT ist flächendeckend in Österreich und international in vielen Ländern verfügbar, womit es sich von proprietären Alternativen wie Sigfox oder LoRaWan abhebt. Als Teil der 5G-Familie zählt es zu den zukunftsstärksten Industriestandards im Internet of Things.

Anwendungsbereich von NB-IoT für Unternehmen

Business Anwendungen mit NB-IoT sind vielseitig und werden sich in den kommenden Jahren erwartungsgemäß noch vervielfachen. Besonders bei smarten Lösungen erwarten Experten einen anhaltenden Boom:

  • Smartes Parken: zeitsparende und komfortable Parkplatzsuche dank intelligenter Navigation zu freien Parkplätzen.
  • Smarte Abfallentsorgung: Wenn der Füllstand eines Müllcontainers einen Grenzwert erreicht, erfolgt automatisch ein Alarm; ebenso automatisch erfolgt die Berechnung der schnellsten Routen für Müllentsorger.
  • Smarte Außenbeleuchtung: intelligente Straßenbeleuchtung in der Dämmerung, um für Sicherheit und attraktive Lebensräume zu sorgen.
  • Smarte Häuser: intelligent vernetzte Gebäude mit digitalen Überwachungs- und Alarmsystemen inklusive Monitoring aus der Ferne.
  • Smarte Luftgütemessung: automatische Messverfahren, um den CO2-Gehalt, die Temperatur oder Luftfeuchtigkeit in Innenräumen zu monitoren und ggf. bei einem Grenzwert Alarm auszulösen.

LTE-M

Aufgrund des LTE 3GPP-Standards ist LTE-M ebenfalls 5G-kompatibel und bietet sich besonders gut für Lösungen mit höherer Datenübertragung und geringeren Latenzen an. Die Gebäudedurchdringung ist ähnlich gut wie bei NB-IoT und der Energieverbrauch der Funkmodule ist verhältnismäßig gering.

Vorteile von LTE-M

  • höhere Datenraten als bei NB-IoT
  • schnellere Reaktionszeiten als bei NB-IoT
  • SMS-Support
  • geringer Energieverbrauch der Module
  • optimale Abdeckung in Innenräumen
  • maximale Kosten-Nutzen-Deckung

Verfügbarkeit von LTE-M

LTE-M ist in Österreich im Netz von Magenta Telekom, Deutschland, den Niederlanden, Frankreich, Belgien und zunehmend in weiteren EU-Staaten verfügbar.

Anwendungsbereiche von LTE-M für Unternehmen

LTE-M findet in unterschiedlichsten Bereichen Anwendung

  • Wearables: High-End Gadgets mit Sensortechnik für den beruflichen und/oder privaten Alltag
  • E-Health: Digitalisierung des Gesundheitswesens inklusive medizinischer Fachbereiche
  • Smart Home: Automatisierte Überwachung von smarten Haushaltsgeräten durch White Goods Monitoring
  • Smart Tracking: permanente Zustandsüberwachung, etwa von Baustellenfahrzeugen oder Mulden

Exkurs: Energieeffizienz mit NB-IoT, LTE-M, LoRaWan und Sigfox

Für die Datenübertragung bei IoT-Anwendungen wurden spezielle Funknetze entwickelt, deren geringer Stromverbrauch ermöglicht eine lange Batterielebensdauer. LPWA (Low Power Wide Area) bedeutet, dass Daten energieeffizient über weite Strecken übertragen werden können; die Technologie ist kostengünstig und damit für die Massenanwendung, geeignet. In den vergangenen Jahren haben sich verschiedene LPWA-Netztechnologien am Markt etabliert und für Unternehmen ist es oft schwer ersichtlich, die Unterschiede bzw. Eignung zu erkennen.

  • NarrowBand Internet of Things (NB-IoT)
  • Long Term Evolution for Machines (LTE-M)
  • LowRange Wide Area Network (LoRaWan)
  • Sigfox

LoRaWAN und SigFox sind proprietäre, von Einzelunternehmen entwickelte Technologien. NB-IoT und LTE-M sind ein offener, globaler, LTE-basierter 5G-Industriestandard; dieser wird von Netzbetreibern, Telekommunikationsnetzausrüstern, sowie Geräte- und Chipherstellern unterstützt. Wer ein IoT-Projekt startet, muss jedenfalls zuerst die für das Projekt wichtigen Faktoren identifizieren. Die meisten Kunden in den Projekten von Magenta Business nennen Netzabdeckung und Übertragungsqualität als ihre wichtigsten Kriterien.

Sind die Anforderungen bekannt, kann gemeinsam mit beratenden Experten die Auswahl der Netztechnologie getroffen werden, wie folgende Beispiele zeigen: An einem Standort mit unzureichender Mobilfunkabdeckung und wo nur geringe Datenmengen übertragen werden müssen, ist LoRaWAN als lokales privates IoT-Netz geeignet. Wenn eine weitere Abdeckung sowie ein geringer Energieverbrauch gebraucht werden, ist NB-IoT das beste Netz. Auch bei Übertragungsqualität ist NB-IoT erste Wahl.

5G

2G, 3G und 4G sind für IoT-Anwendungen im Einsatz, jedoch sind vor allem im Industrieumfeld Grenzen spürbar, die erst mithilfe von 5G überschritten werden können. 5G bietet optimale Voraussetzungen für eine schnelle Übertragung großer Datenmengen von bis zu 20 Gbit/s.

Vorteile von 5G

  • hohe Verbindungssicherheit
  • schnelle Datenübertragung
  • hohe Bandbreite bei geringen Latenzen

Verfügbarkeit von 5G

Der Ausbau des 5G-Netzes schreitet in den meisten europäischen Ländern voran. Die Abdeckung hat in Österreich 67 Prozent der Bevölkerung erreicht, bis 2025 soll die Reichweite 93 Prozent betragen, meldet die Wiener Zeitung.

Auch der Netzausbau bei Magenta Telekom geht zügig weiter und die Qualität kann sich sehen lassen: bestes 5G-Netz bestätigt von CHIP Netztest 03/2022 sowie bestes Mobilfunk- und 5G-Netz bestätigt von connect Netztest 01/2022.

Anwendungsbereiche von 5G für Unternehmen

Seine zunehmende Verfügbarkeit, hohe Bandbreite und schnelle Übertragung von großen Datenmengen machen 5G zum perfekten Netz für folgende IoT-Anwendungen:

  • Campus Netze: für autonome Roboterfahrzeuge in Industriebetrieben oder eine Forschungs- und Lernfabrik für agile und datensichere Fertigungskonzepte geeignet
  • Autonomes Fahren: Von der Spurhaltefunktion über eigenständiges Einparken bis hin zu völlig autonomen Fahrfunktionen ohne Eingreifen des Fahrers
  • E-Health: Strukturelle, organisatorische und menschliche Anforderungen verbessern mit digitalem Gesundheitswesen, Telemedizin und Anwendungen zum Thema digitaler Patient
  • Smart Factory: Optimierung von Maschinenlaufzeiten und -auslastung in Industriebetrieben sowie Predictive Maintenance (vorausschauende Wartung) in der Produktion
  • Platooning: Fahren in LKW-Kolonnen mit nur einem Fahrer
  • Smart Farming: digitalisierte Verfahrenstechniken in der Landwirtschaft inkl. smarter Videoüberwachung, Feldroboter u.v.m.

Für jeden Zweck das richtige Netzwerk

NB-IoT, LTE-M und 5G tragen mit ihren unterschiedlichen Eigenschaften dazu bei, dass Unternehmen das Internet of Things nach individuellem Bedarf nutzen können. Magenta Business kennt diese Anforderungen und sieht sich als Technologiepartner, um diese Wahlmöglichkeiten in Bezug auf die Netze zu schaffen und dem Internet of Things den entscheidenden Schub zu geben. Ebenso wichtig ist die Standardisierung der IoT Übertragungstechnologien; das reduziert nicht nur die Komplexität, sondern macht viele Vorhaben erst möglich.

Das Internet of Things bietet Ihrem Unternehmen neue Möglichkeiten, um Ihre Prozesse zu optimieren oder Ihr Geschäftsfeld zu erweitern. Magenta Telekom steht Ihnen als starker Digitalisierungspartner zur Seite, um Sie sowohl mit den individuell passenden Technologien als auch mit Expertise und Know-how bestmöglich bei Ihren IoT-Vorhaben zu unterstützen.