CeBIT2017: Im Zeichen von NarrowBand-IoT

21. März 2017 /
Das 5g-haus der Deutschen Telekom Das 5g-haus der Deutschen Telekom

Auf der heurigen CeBIT wurden und werden zahlreiche Innovationsprojekte vorgestellt, die alle eins gemeinsam haben: Digitalisierung und – genau so wichtig – die dahinter stehenden Technologien. Wir haben im 0676 Blog über die ersten Projekte bereits berichtet. Denn die Digitalisierung setzt voraus, dass benötigte Daten schnell, zuverlässig und sicher übertragen werden. Für die globalen Netze eine enorme Herausforderung.

Am Anfang waren nur zwei Buchstaben: „L“ und „o“ – die ersten Daten, die zwischen zwei weit voneinander entfernten Computern übertragen wurden. Ein Student in Los Angeles wollte sich 1969 am Großrechner des Stanford Research Institutes nahe San Francisco einloggen, doch nach den ersten beiden Buchstaben des Wortes „Log-in“ stürzte das System ab. Heute ist das ganz anders. Allein die globalen IP-Netze übertragen im Jahr 1,1 Zettabyte Daten; einen HD-Film in dieser Größe anzuschauen würde 153 Millionen Jahre dauern. Eine enorme Last für die Netze. Diese Daten müssen schnell, zuverlässig und sicher übertragen werden. Damit die Kommunikationsnetze dafür auch in Zukunft leistungsfähig und flexibel genug sind, brauchen sie ein neues Design. Wie dieses aussieht, präsentiert die Deutsche Telekom auf ihrem CeBIT-Messestand.

Im Internet der Dinge
Gleichzeitig benötigen immer mehr vernetzte „Dinge“ günstige Funkmodule, die wenige Daten energieeffizient über weite Distanzen senden (Narrowband-IoT). Die Deutsche Telekom demonstriert, wie beispielsweise Autofahrer im Internet der Dinge dank NarrowBand IoT sofort einen freien Parkplatz finden.

Zukünftig wird 5G, Nachfolgetechnologie von LTE/46, die Vielfältigkeit und Flexibilität der für 2020 und danach erwarteten Anwendungen und Anforderungen ermöglichen. Im offenen Innovationslabor 5G-haus evaluiert die Deutsche Telekom mit renommierten Partnern diejenigen Technologien, die für 5G geeignet sind. 5G befindet sich derzeit noch in der Standardisierungsphase.

NarrowBand IoT: Das neue Netz für IoT-Massenapplikationen
Einen Schwerpunkt bei den IoT-Showcases auf der CeBIT bildet NarrowBand IoT (NB-IoT): Nachdem die neue Funktechnologie für das Internet der Dinge standardisiert wurde und die Deutsche Telekom erste erfolgreiche Feldversuche durchgeführt hat, erfolgt jetzt der Rollout. In Deutschland wird die Deutsche Telekom das kommerzielle Netz im zweiten Quartal des Jahres in Betrieb nehmen, Österreich wird voraussichtlich Ende des Jahres folgen.

Die Funktechnologie Narrowband IoT (NB-IoT) zählt zu den vielversprechendsten Innovationen im Bereich der M2M-Kommunikation für das Internet der Dinge. NB-IoT ist als sogenannte Low Power Wide Area (LPWA)-Technologie mit niedrigem Energiebedarf sowie hoher Gebäudedurchdringung und Reichweite eine kostengünstige Lösung für das schmalbandige Internet der Dinge. Das Potenzial ist groß: Die Marktforscher von Strategy Analytics erwarten, dass es in fünf Jahren weltweit bereits fünf Milliarden LPWA-Verbindungen mit einem Umsatz von 14 Milliarden US-Dollar geben wird.

NB-IoT ist für den Einsatz in Bereichen konzipiert, in denen herkömmliche Kanäle für M2M-Kommunikation wie Mobilfunknetze, DSL, WLAN oder Bluetooth unrentabel sind oder Anwendungsanforderungen wie eine hohe Gebäudedurchdringung nicht erfüllen können. Die neue Funklösung basiert auf 3GPP-Standards und kann somit in bestehenden Netzen im lizenzierten Spektrum betrieben werden, wodurch Stabilität, Zuverlässigkeit und Zukunftssicherheit gewährleistet sind.

Niedriger Engergiebedarf, starke Signalausbreitung, geringe Materialkosten
Niedriger Energiebedarf und hohe Reichweite sind zwei zentrale Merkmale eines NB-IoT-Netzes. Zur Erfüllung vieler Anforderungen im Internet der Dinge werden M2M-Module benötigt, die ohne externe Stromversorgung auskommen. Darüber hinaus bedarf es einer äußerst starken Signalausbreitung, damit die Funksignale auch in Keller oder an Kanälen entlang geschickt werden können. Da NB-IoT-Module meist nur einmal stündlich oder täglich kleine Datenpakete übertragen, können sie über Jahre ohne Batteriewechsel betrieben werden. Und angesichts der geringen Kosten für NB-IoT-Geräte ist der Einsatz eines M2M-Netzes auch für kleine und mittlere Unternehmen rentabel. Die Anwendungsmöglichkeiten sind dabei vielfältig, wie folgende Beispiele aus Deutschland zeigen.

Smart Metering: NB-IoT für Gas- und Wasserzähler
Ein besonders sinnvolles Einsatzgebiet für NB-IoT ist Smart Metering. Im Gegensatz zu intelligenten Stromzählern sind Gas- und Wasserzähler nicht an das Stromnetz angeschlossen und zudem oftmals in Kellern angebracht, wo der Mobilfunkempfang in der Regel schwach oder erst gar nicht vorhanden ist. Batteriebetriebene NB-IoT-Module benötigen keine Stromversorgung, bieten eine hohe Gebäudedurchdringung und sorgen so selbst in Bereichen mit schlechtem Mobilfunkempfang für eine zuverlässige Verbindung. Der Anbieter kann die Zähler dabei aus der Ferne auslesen, sodass der Kunde nicht zu Hause auf den Ableser warten muss.

Smart Cities: Vernetzung von Straßenlaternen und Parkplätzen
In einer Smart City lässt sich NB-IoT-Technologie beispielsweise für die Steuerung der Straßenbeleuchtung nutzen. So können mit entsprechenden Modulen ausgerüstete Laternen aus der Ferne ein- und ausgeschaltet oder gedimmt werden und Defekte selbstständig melden. Durch die Vernetzung von Parkplätzen per NB-IoT lässt sich deren Auslastung optimieren: Ein intelligentes Parkleitsystem führt Autofahrer auf dem kürzesten Weg zum nächsten freien Parkplatz. Mit NB-IoT-Modulen ausgestattete Mülltonnen benachrichtigen ein Kontrollzentrum, wenn sie voll sind. Hierdurch können Abfallentsorgungsunternehmen die Routen von Abfuhrfahrzeugen optimieren und ihre Kosten senken.

Transport und Logistik: Container-Tracking und Überwachung von Gastanks
In Transport und Logistik müssen häufig nur sehr geringe Informationsmengen in kleinen Datenpaketen übertragen werden – und das nicht zwingend in Echtzeit. So bietet sich NB-IoT als kostengünstige Lösung etwa für das Tracking von Containern an, bei dem eine stündliche Meldung des aktuellen Standorts genügt. Lieferanten von Industriegasen oder  -flüssigkeiten überwachen Füllstände, Druck und Temperatur nachfüllbarer Tanks oder Flaschen per NB-IoT, während Bahnbetreiber Güterwaggons lokalisieren können.

Industrie: NB-IoT an Paletten und Pipelines
Auch für industrielle M2M-Anwendungen eignet sich NB-IoT – insbesondere dann, wenn sich der Einsatz von WLAN-Equipment für kurze Übertragungswege nicht lohnt. In Lagerhallen etwa lassen sich Waren auf Paletten mit NB-IoT-Modulen verfolgen und lokalisieren, wodurch die Lösung für das Industrielle Internet eine effizientere Lagerverwaltung ermöglicht. Öl- und Gaspipelines können zur Überwachung mit Sensoren ausgestattet werden, die wichtige Informationen zu Druck, Durchflussmenge oder etwaigen Lecks übermitteln. Besonders bei Pipelines, die in unzugänglichen Gebieten verlaufen, gibt es oft keine externe Stromzufuhr. Auch hier kommt NB-IoT infrage, da die Module lange halten, nicht gewartet werden müssen und einen Versorgungsgewinn von 20 dB im Vergleich zu herkömmlichen Mobilfunkverbindungen erreichen.

Land- und Forstwirtschaft: Überwachung von Nutztieren und Wäldern
In der Landwirtschaft ist NB-IoT bei fehlender Stromversorgung oder unzureichender Netzabdeckung ebenfalls eine geeignete Technologie. So lassen sich mit ihrer Hilfe beispielsweise bei der Bewässerung von Feldern oder Plantagen Tankfüllstände, Pumpendruck und Durchflussmengen messen. Auch Bewegungen und Gesundheit von Nutztieren können überwacht werden, um etwa die Ausbreitung von Krankheiten zu verhindern. In der Forstwirtschaft wiederum lassen sich große Mengen kostengünstiger Sensoren in Wäldern verteilen, um Temperatur, Rauchentwicklung, Windrichtung und weitere wichtige Informationen zu melden.

Lokalisierung: Tracking per NB-IoT
Schließlich eignet sich NB-IoT auch für die Lokalisierung von Haustieren und Wertsachen. Ein NB-IoT-Modul kann eine günstige Alternative zu einem GSM-Tracker sein, wenn es darum geht, den Familienhund oder ein teures Fahrrad nicht aus den Augen zu verlieren.

All diese Beispiele belegen, dass ein großer Bedarf an einer zukunftssicheren und zuverlässigen Technologie wie Narrowband IoT für das Internet der Dinge besteht und sich für Unternehmen hierdurch ein neuer Markt mit neuen Geschäftsmodellen eröffnet.

Verfasst von
Sie ist Pressesprecherin von T-Mobile Austria und Hauptredakteurin des 0676 Blogs. Sie interessiert sich seit der Jugend für Telekommunikation, Technologie und Mobilfunk.

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