Internet of Things: Vodafone bringt Narrowband IoT in 13 Städte

Über Mobilfunk reden nicht nur Menschen miteinander. Auch Maschinen tauschen Daten aus. Eine der Funktechnologien für die Maschine-zu-Maschine-Kommunikation ist Narrowband IoT. Vodafone bringt den neuen Standard dieses Jahr in 13 deutsche Städte. Doch was ist Narrowband IoT eigentlich genau?

Noch 2018 kommt Narrowband IoT in 13 Städte: Vodafone baut das Netz für die Maschine-zu-Maschine-Kommunikation aus

Was ist Narrowband IoT?

Die Abkürzung IoT steht für Internet of Things, also das Internet der Dinge. Darin tauschen sich nicht Menschen mit Menschen oder Menschen mit Maschinen, sondern Maschinen untereinander aus.

Maschinen haben nun ganz andere Kommunikationsbedürfnisse als Menschen. Wenn wir uns über das Mobilfunknetz austauschen möchten, sei es am Telefon oder online, soll es möglichst schnell gehen. Häufig übertragen wir dabei große Datenmengen. Uns sind daher hohe Übertragungsraten wichtig.

Beim Austausch von Maschinen untereinander sieht das anders aus. Sie übertragen nur geringe Datenmengen und das eher selten. Für diesen Zweck sind vor allem fünf Dinge relevant:

• größtmögliche Netzabdeckung
• robuste Übertragungen
• geringer Stromverbrauch
• maximale IT-Sicherheit
• minimale Kosten

Weiterentwicklung des LTE-Mobilfunkstandards

Es gibt mehrere technologische Ansätze, die diese Voraussetzungen erfüllen sollen. Einer davon nennt sich LoRaWAN, was für Long Range WAN steht. Ein anderer Ansatz nennt sich UNB/Sigfox. Diese Varianten setzen auf geschlossene Systeme, sind also herstellerspezifisch.

Narrowband IoT, kurz NB-IoT, ist ein weiterer dieser Ansätze.

Der Vorteil: NB-IoT ist eine Weiterentwicklung des LTE-Mobilfunkstandards. Daher können Mobilfunkbetreiber für das Internet der Dinge die vorhandene LTE-Infrastruktur nutzen. Auf diese Weise lässt sich NB-IoT einfach und kostengünstig ins bestehende Netz integrieren. Es reicht, Software-Updates auf die Basisstationen aufzuspielen.

Das 3rd Generation Partnership Project (3GPP), eine weltweite Kooperation zur Standardisierung im Mobilfunk, hat Narrowband IoT im Sommer Sommer 2016 als Kommunikationstechnologie festgeschrieben. Offiziell heißt die Technologie nun LTE Cat-NB1 und kann weltweit lizenzierte Frequenzbänder nutzen. Das soll eine sichere, robuste Datenübertragung gewährleisten.

Vodafone startet Narrowband IoT in Düsseldorf

Die Maschine-zu-Maschine-Kommunikation über Narrowband IoT gilt als vielversprechend. Schon bis 2020 sollen weltweit mehrere Milliarden Endpunkte ans Internet der Dinge angeschlossen sein.

In Deutschland möchte die Telekom Narrowband IoT bis Ende 2018 flächendeckend ausbauen. (siehe hier)

Doch die Konkurrenz schläft nicht: Vodafone etabliert sich als Marktführer im IoT-Bereich. (siehe hier)

Mitte Dezember 2018 hat der Mobilfunkbetreiber Narrowband IoT in Düsseldorf aktiviert. Ein weiteres Dutzend Städte soll in Kürze folgen. Ab Ende Januar 2018 soll Narrowband IoT in Berlin funken. Anschließend stehen weitere Städte auf dem Plan:

• Essen
• Karlsruhe
• Nürnberg
• Hamburg
• München
• Bremen
• Frankfurt
• Dortmund
• Köln
• Bonn
• Stuttgart

Vodafone baut Narrowband IoT auf den LTE 800er Frequenzen aus. Der Provider arbeitet dabei mit verschiedenen Partnern zusammen: Unter anderem die Deutsche Bahn, DHL, Diehl Metering, Panasonic und Techem bieten Produkte und Lösungen für Unternehmen und Privatverbraucher an.

Welche Vorteile hat das Maschinen-Netz?

Narrowband IoT ist eine sogenannt Low Power Wide Area-Technologie (LPWA). Sie funktioniert also mit möglichst geringem Stromverbrauch (Low Power) und über große Distanzen (Wide Area).

Die Kommunikation über Narrowband (Schmalband) reduziert den Energieverbrauch. Die Maschine-zu-Maschine-Kommunikation über Breitband würde zu viel Strom benötigen. Die Kommunikation über Narrowband erlaubt dagegen den Einsatz von äußerst energieeffizienten Endgeräten. Eine externe Stromversorgung brauchen diese Geräte nicht. Sie können mit Batterien arbeiten, die für bis zu zehn Jahre halten.

Robuste Datenübertragung auch unter schwierigen Bedingungen

Low Power Wide Area-Technologie ist zudem darauf ausgelegt, kleine Datenmengen auch unter schwierigen Bedingungen über große Distanzen zu übertragen. Das gelingt durch eine gute Festkörperdurchdringung. Die Endgeräte, die über NB-IoT miteinander kommunizieren, können sich daher auch im Keller oder hinter dicken Wänden befinden. Auch in Städten gewährleistet NB-IoT zuverlässige Datenübertragungen.

Darüber hinaus soll die Datenübertragung über NB-IoT besonders sicher sein. Die Kommunikation erfolgt mit Ende-zu-Ende-Verschlüsselung.

Da die Provider bereits vorhandene LTE-Infrastruktur nutzen können, lässt sich NB-IoT außerdem sehr günstig implementieren. In einem System lassen sich mehrere Millionen Geräte vernetzen, was für eine gute Skalierbarkeit sorgt.

Narrowband IoT kann so überall dort zum Einsatz kommen, wo herkömmliche Kanäle für die Maschine-zu-Maschine-Kommunikation nicht ausreichen oder zu teuer sind.

Welche Anwendungsmöglichkeiten gibt es?

Das klingt bis jetzt vielleicht alles furchtbar theoretisch. Narrowband IoT eröffnet aber ganz konkrete Anwendungsmöglichkeiten, von denen sowohl Unternehmen als auch der Endverbraucher profitieren können.

Einige Anwendungsbeispiele

• Smart Meter sind intelligente Strom-, Gas- und Wasserzähler. Sie sind nicht ans Stromnetz angeschlossen und hängen häufig im Keller. Über Narrowband IoT kann der Energieversorger die Zähler problemlos aus der Ferne ablesen – selbst, wenn der Mobilfunkempfang vor Ort eher schwach ist.
• In Smart Citys lässt sich über Narrowband IoT zum Beispiel die Straßenbeleuchtung fernsteuern. Straßenlaternen können Defekte selbständig an eine Leitstelle melden.
• Auch Parkplätze lassen sich vernetzen. Ein intelligentes Parkleitsystem führt Autofahrer zum Beispiel zum nächsten freien Parkplatz.
• Intelligente Mülltonnen melden sich beim Abfuhrunternehmen, wenn sie voll sind. Die Leerung erfolgt erst dann, wenn sie wirklich nötig ist.
• In der Logistik lässt sich Narrowband IoT zum Beispiel für das kostengünstige Tracking von Containern einsetzen.
• In der Land- und Forstwirtschaft dient Narrowband IoT unter anderem dazu, Nutztiere zu überwachen. Außerdem lässt sich die Bewässerung von Feldern steuern und die Entwicklung von Wäldern kontrollieren. Fehlende Stromversorgung oder unzureichende Netzabdeckung stellen dabei kein Hindernis dar.

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