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Was ist eigentlich Narrowband IoT?

Was ist eigentlich Narrowband IoT?

Grundlage für das Maschinen-Netz der Zukunft

Der Begriff Internet of Things oder Internet der Dinge ist mittlerweile in der breiten Masse angekommen. Experten rechnen mit bis zu 50 Milliarden Geräten weltweit und mit in Deutschland von fast 4 Milliarden gleichzeitig vernetzten Geräten.

Doch wie funktioniert die Technologie dahinter und wie ist die Infrastruktur gebaut, dass sich solch ein Netz überhaupt realisieren lässt? Welche Voraussetzungen müssen erfüllt sein, damit Aspekte rund um Sicherheit, Zuverlässigkeit und Kosteneffizienz gewährleistet sind.
Die Antwort auf diese Fragen lassen sich mit dem Begriff der Funktechnologie NarrowBand IoT (kurz NB-IoT) beantworten. Was sich hinter diesem Begriff verbirgt und warum gerade diese Technologie für eine rasante Verbreitung von IoT-Anwendungen verantwortlich sein wird, erklärt dieser Blogbeitrag.

Was genau ist NarrowBand IoT?

Narrowband IoT ist eine Technologie, die auf Low Power Wide Area (LPWA) basiert. Einer drahtlosen Kommunikationstechnologie, die bestimmte Anforderungen voraussetzt. LPWA soll die größtmögliche Netzabdeckung bei geringstmöglichem Stromverbrauch und zu den niedrigsten Kosten bieten. Zugleich wird ein ausreichend hoher Datendurchsatz gewährleistet. Im Folgenden werden einige Vorteile der NB-IoT Technologie vorgestellt:

  • Große Netzabdeckung
    NB IoT lässt sich sehr einfach in die bereits bestehende LTE-Infrastruktur einbetten und bietet somit für Netzwerker, Anwendungs- und Hardwareentwickler eine gewohnte Umgebung.
  • Keine Nutzungsbeschränkung
    Es gibt keine Einschränkungen in Bezug auf Häufigkeit der Datenübertragung (Duty Cycle). So gibt es keine Zwangssendungen und auch keine Zwangspausen zwischen den Sendezyklen.
  • Energieeffizienz durch hohe Batterielaufzeit
    Durch eine effiziente Übertragung und flexible Energieverwaltung wird eine Betriebsdauer von mind. 10 Jahren veranschlagt.
  • Geringe Hardwarekosten
    NB-IoT-Module sind auf Kosteneffizienz ausgelegt.
  • Größtmögliche Sicherheit
    Da NB-IoT auf der Authentifizierung und Verschlüsselung von LTE basiert, profitiert der Anwender von bereits etablierten Sicherheitsmechanismen wie End-zu-End-Verschlüsselung oder Anmeldung im Funknetz durch individuelle Geräteidentität.

Die weltweit größten Mobilfunkanbieter haben in Zusammenarbeit mit dem GSMA, der Branchenverband der Mobilfunknetzbetreiber, und dem Standardisierungsgremium 3GPP die Entwicklung der NB-IoT-Technologie vorangetrieben. Somit ist NB-IoT eine 3GPP-standardisierte Kommunikationstechnologie, die Merkmale von LPWA erfüllt.

NB-IoT – vielfältige Anwendungsmöglichkeiten

Den Aufbau des neuen Maschinennetzes treiben die großen Mobilfunkanbieter in ganz Deutschland mit Hochdruck voran. Zum Jahreswechsel 2017/2018 stand Narrowband IoT bereits Testweise in Düsseldorf und Berlin zur Verfügung. Zum Ende des Jahres 2018 wird das neue Maschinennetz deutschlandweit funken. Um dies zu Ermöglichen wurden rund 90 Prozent des LTE-Netzes für Narrowband IoT aufgerüstet. Dazu wurden Kapazitäten geschaffen, um in Deutschland bis zu 4 Milliarden Geräte gleichzeitig zu vernetzen.

Ein perfektes Einsatzgebiet für NB-IoT lässt sich im Metering finden. Im Gegensatz zu intelligenten Stromzählern sind Gas- und Wasserzähler nicht an das Stromnetz angeschlossen und zudem oftmals in Kellern oder anderen Orten angebracht, die nur sehr schwer zu erreichen sind. Batteriebetriebene NB-IoT-Module benötigen keine Stromversorgung, bieten eine hohe Gebäudedurchdringung und sorgen so für eine zuverlässige Verbindung.

NB-IoT als zukünftiger Standard?

NB-IoT bekommt immer mehr Unterstützung durch eine Vielzahl von Branchenteilnehmern. Es ist schnell und flexibel bereitzustellen, hat durch den offenen 3GPP-Standard eine breite Marktunterstützung und zeichnet sich durch bereits bewährte Sicherheitsmerkmale der LTE-Technologie aus. NB-IoT gilt somit als eine sichere Option für den langfristigen Einsatz. Zusätzlich wird NB-IoT von den etablierten Telekommunikationsunternehmen wie Vodafone und Telekom gefördert, die wiederrum neben der eigentlichen Infrastruktur auch in Business-Cases für NB-IoT investieren. D.h. sie beschleunigen zusätzlich durch eigene Projekte die Verbreitung von NB-IoT.

NB-IoT als Lösung auf dem Weg zu 5G?

Eine Tatsache, die 5G von früheren Mobilfunkgenerationen erheblich unterscheidet, besteht darin, dass die Betriebsmerkmale eine Fülle unterschiedlicher, oft völlig unabhängiger Anforderungen erfüllen müssen. Narrowband IoT wird dabei als Teil von 5G eine der Anforderung erfüllen. Es regelt die Kommunikation der Geräte, die nicht auf die hohen Bandbreiten angewiesen sind, einen geringen Energiebedarf haben und trotzdem dabei über weite Strecken funken.

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