Es gibt bessere und kosteneffizientere IoT-Konnektivitätslösungen, die sich auch für mobile Objekte eignen und Roaming-fähig sind.
Illustration: Geralt Absmeier
Vodafone hat kürzlich verkündet, dass sein auf Narrowband IoT (NB-IoT) basierendes Maschinennetz großflächig in ganz Deutschland verfügbar ist – in 90 Prozent seines bundesweiten LTE-Netzes. In sechs Monaten soll Vodafone durch die Modernisierung seiner Mobilfunkanlagen die Infrastruktur für Smart Citys und andere IoT-Anwendungen geschaffen haben.
Das Medienecho fiel entsprechend euphorisch aus, Vodafone habe »in nur einem halben Jahr die Infrastruktur für das Internet der Dinge gebaut«. Das neue Maschinennetz soll speziell optimiert sein für die kostengünstige und energiesparende Vernetzung von Gegenständen. Hannes Ametsreiter, CEO von Vodafone Deutschland, sieht das Maschinennetz als »ein zentrales Standbein für die digitale Revolution und einen wichtigen Schritt zu 5G«.
Zum Hintergrund: Zwei Varianten des GSM-Standards LTE (Long Term Evolution) sind für LPWAN-Szenarien im Internet der Dinge vorgesehen. Der Begriff LPWAN (Low Power Wide Area Network) definiert eine Klasse von Netzwerkprotokollen zur Verbindung von Niedrigenergiegeräten wie batteriebetriebene Sensoren mit einem Netzwerkserver, die gängige Konstellation von industriellen IoT-Szenarien. Die zwei konkurrierenden LTE-basierten LPWAN-Standards sind derzeit NB-IoT (auch LTE-Cat-NB1) und Cat-M1.
NB-IoT nicht für Verfolgung beweglicher Gegenstände konzipiert
Tatsächlich hat Vodafone als erster Telekommunikationskonzern die NB-IoT-Technologie, die auch im kommenden 5G-Standard definiert sein wird, in Deutschland zum Einsatz gebracht. Medienberichten zufolge ermögliche dies nun die kostengünstige Vernetzung und energiesparende Verfolgung von Rohstoffen, Paketen oder Containern, die sich im ganzen Land bewegen.
Die Verfolgung beweglicher »Dinge« in der IoT-Landschaft ist aber etwas, für das NB-IoT ursprünglich nicht entwickelt wurde. Eine kurze Recherche im Internet bestätigt dies: Die vernetzte Mobilität wird durch die Fähigkeit einer Technologie bestimmt, eine Übergabe zwischen den Funkzellen durchzuführen. Cat-M1 unterstützt die Übergabe, Cat-NB1, also NB-IoT jedoch nicht. Wenn eine Anwendung mobil ist, ist Cat-M1 erforderlich. Wenn sie stationär ist, wie im Falle eines industriellen IoT-Sensors, dann ist Cat-NB1 ausreichend. Eine Roaming-Fähigkeit zwischen Cat-M1- und NB-IoT-Netzwerken ist ebenfalls nicht gegeben. NB-IoT eignet sich hingegen hervorragend für stationäre Anwendungen, denn der größte Mehrwert ist die effektive Durchdringung von Gebäuden, wie es bei Smart-City-Einsatzszenarien oder in Fertigungsumgebungen erforderlich ist.
Bereits heute vernetzt Vodafone weltweit 74 Millionen Gegenstände über sein Mobilfunknetz, wie ebenfalls in den Medien und auf der Website des Unternehmens zu lesen ist. Bei diesen 74 Millionen Gegenständen, die weltweit vernetzt sind, ist es sehr wahrscheinlich, dass Vodafone hier auf 2G und 3G zurückgreift, da diese Standards allgegenwärtig sind und auch Roaming unterstützen. Eine alternative Option für globales Roaming wären somit Geräte mit LTE (LTE-Cat-M1) und 2G-Fallback, da NB-IoT nicht Roaming-fähig ist. Die Mobilfunkbetreiber rund um den Globus haben noch nicht einmal damit begonnen, Roaming-Vereinbarungen für NB-IoT zu diskutieren, auch weil NB-IoT – zumindest derzeit – noch kein Roaming-Standard ist.
Schlanke Alternative basierend auf dem GSM-Netz
Für großflächigere industrielle IoT-Szenarien gibt es bereits heute bessere Lösungen, die flächendeckend, kostengünstig und grenzüberschreitend verfügbar sind. So ist die effiziente und intelligente Nutzung der vorhandenen GSM-Mobilfunkinfrastruktur die pragmatische Lösung für viele IoT-Anwendungen, bei denen nur geringe Datenmengen ausgetauscht werden. Der praxisbewährte Ansatz von Thingstream sieht vor, auf das konventionelle, sehr dichte GSM-Netz in Verbindung mit MQTT/SN (Message Queuing Telemetry Transport for Sensor Networks) und USSD (Unstructured Supplementary Service Data), ein schlanker Übermittlungsdienst für GSM-Netze, zurückzugreifen.
Digitalstandort Deutschland: Flächendeckendes LTE wichtiger als 5G
Frequenzversteigerung an Versorgungszusagen koppeln.
Illustration: Absmeier, Mapswire
Flächendeckendes LTE ist besser als lückenhaftes 5G. Schnelligkeit ist zwar wichtig für Anwendungen im Internet der Dinge (IoT). Zunächst wichtiger für den Erfolg aktueller Investitionen in Digitalinnovationen ist allerdings, dass diese Dienste überall zur Verfügung stehen. Für viele Industrieanwendungen im Internet der Dinge reicht dafür jedoch eine LTE-Verbindung mit einer sogenannten NarrowBand-IoT-Technik vollkommen aus, zeigt eine Markteinschätzung von Sopra Steria Consulting.
Der Netzstandard 5G bietet im Vergleich zu heutigen LTE-Netzen eine bis zu 100 Mal schnellere Datenübertragung, eine um den Faktor 1.000 höhere Kapazität sowie die Möglichkeit, weltweit bis zu 100 Milliarden Mobilfunkgeräte gleichzeitig zu vernetzen. Dazu kommen die extrem niedrigen Verzögerungen bei der Datenübertragung und ein sehr geringer Energieverbrauch. Solche Turbo-Datenzugriffe sind derzeit allerdings nicht das wichtigste, um den Digitalstandort Deutschland zu stärken. Für konkrete Industrie-4.0-Anwendungen im Internet of Things (IoT), also für die Vernetzung von Maschinen, Produktionsanlagen, Fahrzeugen und Alltagsgegenständen, ist die flächendeckende Vernetzung wichtiger als die allermodernste Technik.
Lieber 100 Prozent LTE als 70 oder 90 Prozent 5G
Eine rasche hundertprozentige Abdeckung mit mobilem Internet – egal ob 5G oder LTE –, würde beispielsweise das Angebot vieler Cloud-Dienste in ländlichen Gebieten verbessern. »Flächendeckendes LTE würde vielen aktuellen Innovationen mehr nützen als 70 Prozent oder 90 Prozent 5G-Abdeckung«, sagt Christoph Henkels, Senior Manager Telecommunications, Media & Entertainment bei Sopra Steria Consulting. Damit lassen sich zum Beispiel erste Tele-Medizin-Anwendungen realisieren, mit denen sich die medizinische Versorgung im ländlichen Raum deutlich verbessern würde. Mobiles Arbeiten und damit eine Reduzierung von Verkehr und CO2-Emissionen wäre auch außerhalb von Großstädten möglich. Und Logistikdienstleister können Pakete per Drohne zustellen, ohne ein flächendeckendes Liefernetz aufbauen zu müssen.
Internet der Dinge auch über Narrow-Band-IoT möglich
Anders als die aktuell unbefriedigende Netzabdeckung, sind die notwendigen Technologien vorhanden: Schon heute bietet zum Beispiel der Übertragungsstandard NarrowBand-IoT (NB-IoT) die Möglichkeit, IoT-Funktionalitäten für Mittelständler, Landwirte, Forstbedienstete und Kommunen auf dem Land auf bestehenden 4G-Netzen abzubilden. NB-IoT-Geräte sind ebenfalls schnell und energiesparend, können zu geringen Kosten betrieben werden und haben eine tiefe Gebäudedurchdringung. Sie eignen sich damit für den Einsatz in ungünstigen Umgebungen. Viele IoT-Szenarien mit Sensoren und Aktoren lassen sich über das LTE-basierte NB-IoT realisieren.
Die Vergabe der 5G-Frequenzen sollte deshalb an eine 100-Prozent-Versorgungszusage mit LTE oder im 5G-Standard gekoppelt werden, empfiehlt Christoph Henkels von Sopra Steria Consulting. Um den Ausbau zu finanzieren und den Prozess zu vereinfachen, bietet sich für bislang nicht versorgte Gebiete ein nationales Roaming an. Hierbei muss nur ein Netzbetreiber in einer Region Infrastruktur aufbauen, die von den anderen Telekommunikationsanbietern gegen Gebühr genutzt werden kann. Dieses National Roaming zwischen bestehenden Netzbetreibern kann unabhängig von der Freigabe für neue Netzbetreiber festgeschrieben werden.
Ende September hatte der Beirat der für die Versteigerung der 5G-Frequenzen zuständigen Bundesnetzagentur die Eckpunkte für die Auktion diskutiert. Die Versteigerung soll demnach im ersten Quartal 2019 stattfinden. Kritiker bemängeln, dass sich Vorgaben wieder auf die Anzahl der Haushalte bezögen und nicht auf die Fläche. Das Ziel, 98 Prozent der Haushalte abzudecken würde nur einer Abdeckung von 70 Prozent der Fläche der Bundesrepublik entsprechen, heißt es. Die Folge seien erneut weiße Flecken auf der Internetlandkarte Deutschlands. Die Branche reagiert mittlerweile mit eigenen Ankündigungen, bis 2025 99 Prozent der Bevölkerung und 90 Prozent der Fläche mit schnellem 5G-Internet zu versorgen. Auch dies würde allerdings nicht reichen, damit digitale Zukunftsanwendungen wie das autonome Fahren bundesweit möglich sind.
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