20,4 Milliarden: So viele smarte Geräte und Anlagen vernetzt das IoT laut dem Marktforschungsunternehmen Gartner bereits dieses Jahr. Auch deutsche Betriebe setzen voll auf die smarten Helfer. 84 Prozent nutzen laut der Studie „Das Internet der Dinge im deutschen Mittelstand 2019“ der Deutschen Telekom mindestens eine IoT-Anwendung, 80 Prozent haben das in naher Zukunft vor. Die meisten Anwendungen haben eines gemeinsam: Die Netzwerkanbindung ist oft der erste große Schritt, über den sich Entwickler Gedanken machen. Denn jede Technologie glänzt in einem anderen Bereich, etwa bei der Sicherheit oder der Bandbreite, bei Latenz oder Genauigkeit.
2G bleibt ein günstiger Einstieg
Ein typisches Einsatzszenario für das IoT ist der Warenversand. Etwa, wenn eine Europalette für den weltweiten Transport über ihre typische Lebensdauer verfolgt werden soll. Die Lösung soll zudem möglichst günstig sein – auf höchste Genauigkeit, Gebäudedurchdringung oder Reaktionsgeschwindigkeit kommt es nicht an? Hier genügt bereits konventionelle GSM-Hardware, die im 2G-Mobilfunknetz funkt. Die Reichweite beträgt so bis zu fünf Kilometer, jedoch kostet die Übertragung etwas mehr Strom als mit speziell für das IoT konzipierten Funktechnologien.
4G ist effizient und durchdringend
Bereits 2016 hat die weltweite Mobilfunk-Kooperation 3GPP einige LTE-Funkstandards für die IoT-Anwendung definiert. Eine davon ist Narrowband-IoT, kurz NB-IoT. Diese Technologie für stromsparende Wide-Area Networks (LPWAN) bietet neben viel Reichweite auch besonders geringen Stromverbrauch. Die Laufzeit beträgt je nach Hardware bis zu zehn Jahre. NB-IoT lohnt sich daher, wenn kleine Datenpakete in großen Zeitabständen übertragen werden. Etwa bei smarten Ventilsensoren für die vorausschauende Wartung, die sich nur zentral melden, wenn die Anlage kritische Druckschwellen überschreitet. Solche Anlagen dürfen dazu auch tief im Keller stehen, denn verglichen mit GSM steigt die Funkleistung etwa um 20 Dezibel. So durchdringt NB-IoT sehr gut bauliche Hindernisse. Auf geringe Latenzen und viele Funkkontakte pro Sekunde ist NB-IoT jedoch nicht ausgelegt. Hier kommt LTE-M ins Spiel: Wie NB-IoT wurde der Standard speziell für mobile IoT-Konnektivität entwickelt, bietet jedoch bessere Reaktionszeiten und höhere Datenraten, die auch Sprachübertragung ermöglichen. Durch die kontinuierliche Übertragung ist der Standard gut geeignet für mobile Anwendungen wie das Asset Tracking oder direkte Maschine-zu-Maschine-Verbindungen. So ergänzen sich beide LTE-Technologien.
Wi-Fi und Bluetooth im Nahbereich
Doch auch wenn die Reichweite hoch ist, hängt die LTE-Hardware durch ihre mobilfunkbasierte LPWAN-Anbindung immer vom Mobilfunkempfang ab. Nicht so Wi-Fi, das für zeitkritische, bandbreitenintensive und isolierte IoT-Projekte die Lösung sein kann. Ob Echtzeit-Videoübertragung oder ein latenzfrei steuerbares Lagertransport-System: Wi-Fi kommt mit seinen zahlreichen Unterstandards vielen Anforderungen entgegen. Direkte Cloudanbindung ist nicht nötig? Dann spart Bluetooth Strom und verbessert die Lokalisierung bei On-premises-Anwendungen wie dem Lagermanagement und Indoor-Tracking.
