Funktechnologie

Das kann Narrowband-IoT

Die Industrie fordert Bandbreite in den Netzen. Doch nicht alle Anwendungen erfordern Turbogeschwindigkeit und Megadatenpakete. Narrowband-IoT heißt die Alternative. Was Sie zum schmalen Band wissen müssen.

Internet of Things Narrowband IoT

Narrowband-IoT ist eine Funktechnologie, die speziell für das Internet der Dinge (IoT) entwickelt wurde.  Seine niedrige Bandbreite reicht für die meisten IoT-Anwendungen im öffentlichen Bereich und im Verbrauchersektor aus. Da Narrowband-IoT das bestehende Telekommunikationsnetz nutzt, bietet es Zuverlässigkeit und optimale Abdeckung. Basierend auf dem globalen 3GPP-Standard und im lizenzierten Spektrum bedient Narrowband-IoT die Bedürfnisse der Industriekunden nach internationaler Verfügbarkeit, Stabilität, Zuverlässigkeit, Skaleneffizienz und Skalierbarkeit.

Narrowband-IoT – ist das eine Verlegenheitslösung, weil 5G noch dauert?

Nein, Narrowband-IoT ist Teil von 5G und wird nicht durch 5G abgelöst. Denn Narrowband-IoT ist ein vorgezogener Standard aus 5G, spezifiziert für IoT-Anwendungen. Deshalb wird Narrowband-IoT als Standard auch unter 5G unterstützt. Momentan arbeitet die Deutsche Telekom an der Technologie.

Was steckt technisch dahinter?

Narrowband-IoT folgt den Anforderungen des 3GPP-Standards (3rd Generation Partnership Project ist eine weltweite Kooperation von Standardisierungsgremien für die Standardisierung im Mobilfunk). Dieser beinhaltet: lange Akkulaufzeit – bis zu 10 Jahre bei niedrigem Datenverbrauch, tiefe Gebäudedurchdringung – plus 20dB im Vergleich zu GSM, niedrige Funkmodulkosten – unter fünf US- Dollar als Industrieziel, hohe Sicherheit – weil LTE-basiert, geringe Datenrate (600 bit/s bis zu 250 kbit/s), lizenziertes Spektrum und verschiedene Energiesparfunktionalitäten.

White Paper zum Thema

Narrowband-IoT benötigt immer eine SIM-Karte, da es LTE-Sicherheitsmechanismen nutzt. Die Nutzung eines standardisierten SIM-Profils ermöglicht auch den internationalen Einsatz von Narrowband-IoT über eine Vielzahl ausländischer Netzbetreiber. Narrowband-IoT ist also immer SIM-basiert, es werden aber verschiedene Formfaktoren angeboten.

Und der Markt?

Durch geringere Kosten, geringen Stromverbrauch und tiefe Gebäudedurchdringung adressiert Narrowband-IoT Anwendungen, die zurzeit nicht effizient durch bestehende Technologien bedient werden können. Analysten versprechen ein großes Potenzial auf dem M2M-Markt. Die Marktforscher von Strategy Analytics erwarten, dass es in fünf Jahren weltweit bereits fünf Milliarden sogenannter LPWA(Low Power Wide Area)-Verbindungen mit einem Umsatz von 14 Mrd. US-Dollar geben wird. Von den 26,2 Mrd. geschätzten M2M-Verbindungen im Jahr 2023 entsprechen 37 Prozent Anwendungen, die für LPWA-Technologien geeignet sind und weitere neun Prozent entsprechen Anwendungen, die möglicherweise an die LPWA-Konnektivität angepasst werden können. Im Jahr 2023 werden über 3 Mrd. Wide Area M2M-Verbindungen von LPWA-Technologien abgedeckt.

Welche Anwendungsszenarien sind in der Industrie denkbar?

Die Logistik kann profitieren, denn die Warenlokalisierung wird dank der langen Batterielaufzeiten erheblich vereinfacht. Lieferanten von Industriegasen oder -flüssigkeiten überwachen Füllstände, Druck und Temperatur nachfüllbarer Tanks oder Flaschen per Narrowband-IoT, während Bahnbetreiber Güterwaggons lokalisieren können. In Lagerhallen etwa lassen sich Waren auf Paletten mit Narrowband-IoT-Modulen verfolgen und lokalisieren – ohne WLAN. 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 Narrowband-IoT infrage, da die Module lange halten, nicht gewartet werden müssen und einen Versorgungsgewinn von 20 dB im Vergleich zu herkömmlichen Mobilfunkverbindungen erreichen. In den Städten können Straßenbeleuchtungen oder intelligentes Parken von der Konnektivität profitieren. Die Stromversorger können mit der neuen Technologie effizienter Smart Metering-Anwendungen implementieren. Auch in der Industrie kann die Energiinfrastruktur einfacher überwacht werden. Die Ideen sind vielfältig und auch vom Anwender und seiner Fantasie abhängig.

Und gibt es schon Anwendungen?

Gemeinsam mit dem chinesischen Netzwerkausrüster Huawei führte die Telekom den weltweit ersten Narrowband-IoT-Feldversuch in einem kommerziellen Netz durch. Die erste Anwendung ist ein voll funktionsfähiges Parkplatz-Bewirtschaftungssystem, bei dem Sensoren in den Parkplätzen mit Autofahrern über eine App kommunizieren, die sie zu freien Parkplätzen führt.

Was kostet Narrowband-IoT?

Der Preis hängt wesentlich von den folgenden vier Faktoren ab: Größe des Datenpakets, Anzahl der Geräte, Vertragslaufzeit und Abrechnungsmodell (jährliche Abrechnung oder Lifetime Fee). Außerdem gehören auch bestimmte Extra-Services zum Angebot wie beispielsweise dezidierte Service-Level-Agreements – mehr wollen die Anbieter noch nicht verraten.

Welche Einschränkungen hat Narrowband-IoT?

Momentan arbeitet die Deutsche Telekom an Projekten in Deutschland und den Niederlanden. Eine Echtzeitdatenübertragung ist mit Narrowband-IoT nicht möglich und das durchschnittliche monatliche Datenvolumen pro Gerät liegt bei max. 500 KB. Es werden ausschließlich Daten übertragen (keine Voice-Nachrichten oder SMS) und eine direkte Verbindung der Narrowband-IoT-Geräte untereinander ist nicht vorgesehen.