Mobilfunk – Welcher passt zu meinem IoT-Projekt?

Der passende Mobilfunk ist das Rädchen, das die IoT Maschinerie am Laufen hält. Oft sogar im wahrsten Sinne des Wortes. Schließlich geht es in der Industrie 4.0 auch um eine nahtlose M2M Kommunikation. Es geht darum, dass vernetzte Anlagen wichtige Daten liefern oder Dank der entsprechenden Analysen, neue Schritte in einem modifizierten Standard parieren. Das alles funktioniert aber nur, wenn die Verbindung steht. 

Mobilfunk Standards bieten oft die richtige Grundlage für diese Verbindung. Oder literarisch gesprochen eben das Rädchen. Fraglich ist nur, welche Beschaffenheit dieses Rad haben muss. Wie schnell es sich drehen muss. Wie groß die Maschine ist, die es bewegen soll. Welcher Mobilfunk also sorgt bei welchem IoT-Projekt dafür, dass alles läuft, wie es laufen soll?

Das Datenvolumen steigt

Führende Markforscher prognostizieren einen weltweiten Anstieg des Datenvolumens auf 175 Zettabyte im Jahr 2025. Vor allem die Industrie 4.0 und die zunehmende Vernetzung durch die steigende Zahl der IoT-Projekte spielen hierbei eine große Rolle. Schließlich denken Firmen aller Branchen an digitale Lösungen. Gründe hierfür gibt es viele. So kann das Internet der Dinge für mehr Nachhaltigkeit sorgen, die Effizienz steigern oder mehr Chancen im Marketing generieren. Ganz zu schweigen von sinkenden Kosten durch Predictive Maintenance und den Möglichkeiten, die uns die Digital Twins Technologie ermöglicht. Keine Frage, dass sich hieraus ein gigantisch hohes Datenvolumen ergibt, das verarbeitet werden möchte. Damit das Internet of Things genutzt werden kann, kommt es am Ende auf den richtigen Mobilfunk an.

Mobilfunk als sichere Lösung

Grundsätzlich ist der Mobilfunk eine der sichersten Lösungen für eine umfassende Vernetzung der Dinge. Egal ob Gebäude, Maschinen, Fahrzeuge oder Waren mit dem Internet verbunden werden sollen. Die Mobilfunk-Anbieter haben in der Regel passende Tarife für viele verschiedene IoT-Anwendungen.

Darüber hinaus bieten sie einige entscheidende Vorteile:

• Einfaches Implementieren
• Ein einheitliches Maß an Sicherheit
• Zuverlässige Nutzung
• Hohe Reichweiten
• Flächendeckende Nutzung

Letzteres kann zum Beispiel auch international zum Tragen kommen. So nutzen beispielsweise Vodafone oder die Telekom die Zusammenarbeit mit ihren ausländischen Gesellschaften fürs Roaming. “IoT-Anwendungen können im Falle, dass einmal kein Vodafone-Netz verfügbar sein sollte, weltweit auf andere Netze zugreifen. Das ermöglicht eine spezielle globale SIM-Karte, die ausschließlich für das Internet der Dinge lizenziert ist und benutzt wird”, heißt es bei Vodafone. Die Telekom wiederum bietet für  geschäftliche IoT-Tarife sogenannte GlobalSIM Karten. Diese sind mit einem internationalen Kenner versehen. „Zusätzlich gibt es dedizierte Roaming-Vereinbarungen für diese Karte mit den anderen Mobilfunkanbietern in Deutschland”, heißt es von der Pressestelle.

Connectivity durch den 2G, 3G oder 4G Mobilfunk

Hohe Abdeckung und Sicherheit sind schön und gut. Wie aber verhält es sich mit der Geschwindigkeit, mit der die versendeten Daten ans Ziel rasen können? Gerade für Echtzeit-Anwendungen ist dieser Faktor wichtig. Die bisherigen Standards 2G, 3G und 4G sind für einige IoT-Projekte brauchbar. Aber eben nur bedingt. So bietet der Mobilfunk über 2G eine maximale Übertragungsgeschwindigkeit von 54 kBit/s im Rahmen des GPRS-Standards. Sinnvoll ist die Nutzung daher eben nur bei geringen Datenmengen, die keinen Geschwindigkeitsrekord brechen müssen. So zum Beispiel beim Versenden von Nachrichten über Messenger oder WhatsApp.

Der 3G Mobilfunk, alias UMTS-Netz, bietet immerhin schon eine Bandbreite von bis zu 7,2 MBit/s. UMTS hat daher das Internet der Dinge überhaupt erst ans Laufen gebracht. Schließlich ermöglicht es das gleichzeitige Senden und Empfangen diverser Datenströme. Und zwar bei Übertragungsraten bis zu 384 KBit/s. Das gestattet IoT-Projekte mit weniger umfangreichen Datenflüssen wie etwa Messsensoren an kleineren Geräten, die Daten mit einer geringen Anforderung an die Geschwindigkeit zu liefern. Der Vorteil: Auch das 3G-Netz ist in Deutschland gut ausgebaut, wenn man von wenigen regionalen Einschränkungen absieht. Jedoch wird es wegen des Nachfolgers 4G, auch bekannt als LTE, kaum mehr weiter verfolgt.

LTE ermöglicht schon ganz größere IoT-Projekte. Schließlich steht LTE nicht umsonst für Long Term Evolution. Bis zu 1200 Megabit pro Sekunde sind hierbei drin. Damit sorgt das Highspeed-Funknetz mit seinen Downlink-Raten von bis zu 500 MBit/s und Uplink-Raten bis 150 Mbit/s für komplexere M2M-Kommunikation, Videokonferenzen und vieles mehr. Im Bereich Healthcare etwa können große Datenraten, etwa von der Radiologie, übertragen werden. Auch in der Logistik sorgt LTE für ein sicheres GPS-Tracking der Waren durch ganz Europa. Sogar das vernetzte Fahren wird durch 4G unterstürzt. So können dank der SIM-Karte im Auto Information über Staus via LTE schnell weitergegeben werden.

Mobilfunk in 5G für große IoT-Träume

Wobei sich das Connected Car noch ein wenig gedulden muss, bis es dem Fahrer wirklich auch in Echtzeit unter die Arme greifen kann, wenn es brenzlig wird. Etwa bei Unfällen. Denn hier kann schließlich auch ein Latenzunterschied von Millisekunden entscheiden. Diese wird man mit 5G erreichen. Der neue Standard in Sachen Mobilfunk ist für viele IoT-Projekte besonders interessant, weil er eine Datenübertragung nahezu in Echtzeit ermöglicht. So liegt die Latenz bei unter einer Millisekunde. Im Vergleich dazu fällt die Latenz mit ca. 50 bis 80 Millisekunden bei 4G unverkennbar höher aus. Auch ist die Verbindungssicherheit stärker. Das macht 5G nicht nur zur optimalen Lösung für autonomes Fahren, M2M-Kommunikation in der Smart Factory oder smartes Healthcare. Und natürlich werden auch Virtual und Augmented Reality zu einem Happening ohne Verzögerung.

Connectivity durch Narrowband IoT

Schauen wir uns einen ganz anderen Bereich an, der spezielle Anforderungen an die Konnektivität besitzt. Nehmen wir das Facility Management, das Daten in Kellern auslesen möchte. Vernetzten Sensoren, die über NB-IoT funken, können helfen. Falls es also in Kellern oder unterirdischen Räumen einen Grund für die Kommunikation der Maschinen geben sollte, ist die Narrowband Technologie eine sichere Lösung.

Die gewünschten Daten werden dank LPWA nämlich auch unter schwierigsten Bedingungen, also auch durch dicke Mauern, übertragen. Auch auf dem Land finden wir weitere Vorzüge. Stellen Sie sich vor, der Förster braucht regelmäßige Daten der Messstation im Wald. Auch hier sorgt die optimale Netzabdeckung von NB-IoT für die reibungslose Kommunikation. 

Fazit

Als Fazit lässt sich sagen, dass sich die Wahl des richtigen Mobilfunks aus einer einzelnen Frage ableiten lässt: Wie viele Daten müssen wie schnell versendet werden? Brauche ich 4G, warte ich auf 5G oder sind die speziellen Fähigkeiten des NB-IoT gefragt. Im Zweifel lässt man sich vom Experten oder vom Mobilfunkanbieter beraten.

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