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NarrowBand IoT: Unverzichtbarer Wegbereiter für das Internet der Dinge

Für die Anbindung der Dinge im Internet of Things eignen sich herkömmliche Mobilfunkstandards nicht. NB-IoT verzichtet auf LTE-Ballast und ermöglicht kostengünstige Hardware.

Seit einiger Zeit können Mülltonnen kommunizieren: Mit Hilfe von Sensoren signalisieren sie, wann sie voll sind und geleert werden müssen. Der Vorteil für die Kommunen: Statt nach starren Zeitplänen und hohem Aufwand immer wieder jede einzelne Tonne im gesamten Stadtgebiet abzuklappern, lassen sich die Routen der Müllfahrzeugflotte auf den wirklichen Bedarf optimieren. Gibt die Tonne kein Signal, kann der Fahrer sie guten Gewissens aus seiner Tour ausklammern. Das spart Zeit, schont die Umwelt und die Nerven der übrigen Verkehrsteilnehmer.

Möglich macht den Tonnen-Flüsterfunk der Funkstandard NarrowBand-IoT, kurz NB-IoT. Über die neue Technologie lassen sich Datenpakete günstig übermitteln – mit Modulen, die ohne externen Stromanschluss auskommen und nur alle fünf bis zehn Jahre gewartet werden müssen.

Geringer Stromverbrauch, hohe Reichweite, ausreichende Leistung zu niedrigen Kosten: Diese Kombination macht NarrowBand IoT zu einem Funkstandard, der das Internet der Dinge künftig massentauglich werden lässt. Diese Funktechnologie wurde gezielt auf IoT-Anwendungen optimiert. Steht bei Standards wie 2G, 3G oder LTE der Austausch von Sprach-, Text- oder Multimedia-Nachrichten im Fokus, konzentriert sich NB-IoT auf die reine M2M-Kommunikation (Machine-to-Machine).

Eine Technologie, die etwa Städte zu Smart Citys macht. Oder dazu beiträgt, dass auch Landwirte die Vorteile der Digitalisierung nutzen können. Warum? Weil Städte es sich erst mit Hilfe dieser Technologie leisten können, neben den Mülltonnen etwa öffentliche Parkplätze im gesamten Stadtgebiet mit Sensoren auszustatten, um den Verkehr auf der Suche nach der nächsten Parklücke zu reduzieren. Weil Landwirte die Wertschöpfung von der Saat bis zu Ernte optimieren und ihre Erträge steigern. Oder damit Imker ihre Bienenvölker wirksam überwachen können.

Doch wie funktioniert NarrowBand IoT überhaupt? Die neue Mobilfunktechnologie basiert auf LTE und ist ein sogenanntes „Low Power Wide Area“-Funknetzwerk. Das heißt: Es braucht wenig Energie im Betrieb, lässt sich ohne hohe Investitionskosten installieren und betreiben. Weil die Funktechnologie außerdem tief in Gebäude eindringt und Daten über weite Strecken senden und empfangen kann, ist eine stabile Netzabdeckung garantiert.

Ein Funkmodul für fünf Dollar

Unter rein technischen Gesichtspunkten ließe sich all das auch mit einem LTE-Funkmodul erreichen: Aber die Vernetzung wäre weder effizient noch wirtschaftlich. Auf NarrowBand IoT ausgerichtete Module bestechen mit ihrem guten Preis-Leistungs-Verhältnis, die Kombination aus Anschaffungs-, Verbindungs- und Wartungskosten ist unschlagbar. Das macht sie auch für Unternehmen interessant, die beispielsweise viele Gas- oder Wasserzähler aus der Ferne auslesen oder den Zustand ihrer Container auch dann im Blick behalten wollen, wenn diese gerade auf Reisen sind.

Dank einfacher Chiparchitektur, bei der man auf unnötige LTE-Funktionen verzichtet, sowie der hohen Stückzahl kosten NB-IoT-Module wesentlich weniger als andere Mobilfunkmodule. Mittelfristiges Ziel der Industrie: ein Stückpreis von weniger als fünf US-Dollar.

Übrigens wirkt sich das einfache Konstruktionsprinzip der Chips auch positiv auf den Stromverbrauch der NarrowBand-IoT-Module aus: Sie konzentrieren sich auf genau die Funkeigenschaften, die benötigt werden. Hinzu kommt: NB-IoT bietet wichtige Stromsparfunktionen. Ruhemodus, Tracking Area Updates und Extended Discontinuous Reception halten den Energieverbrauch so gering wie möglich. Zwei AA-Batterien genügen – und das bis zu zehn Jahre lang, bei extrem geringem Wartungsaufwand.

Peter Arbitter, Telekom

„NB-IoT ist also immer dann ideal, wenn sich geringe Datenmengen relativ selten auf den Weg machen.“

Peter Arbitter, Telekom

NB-IoT ist also immer dann ideal, wenn sich geringe Datenmengen relativ selten auf den Weg machen. Weil dafür nur geringe Bandbreiten nötig sind, ermöglicht das extrem günstige Tarife. So könnte etwa ein Kunde, der mit 1.000 Geräten mindestens zwei Jahre lang 100 kB pro Gerät und Monat übermitteln will, monatlich nur 59 Cent pro Funkmodul bezahlen.

Weltweit auf dem Vormarsch

Das kann jedoch nur gelingen, wenn das neue Netz auch verfügbar ist. Die Implementierung aber ist in vollem Gange: Ende Mai hat die Telekom den landesweiten Roll-out in den Niederlanden abgeschlossen. Als erstes Land weltweit verfügt unser Nachbar über ein flächendeckendes NB-IoT-Netz. Auch der Ausbau in Deutschland macht Fortschritte, in einigen Metropolregionen wie beispielsweise Berlin, Köln/Bonn, Dresden, Leipzig, Stuttgart und im Ruhrgebiet ist NarrowBand IoT bereits vorhanden. Und andere europäische Märkte wie Griechenland, Polen, Ungarn, Österreich, die Slowakei und Kroatien bereiten den NB-IoT-Start ebenfalls vor. In den USA will T-Mobile noch diesen Herbst in Las Vegas mit dem ersten kommerziellen NB-IoT-Netzwerk an den Start gehen. Landesweite Abdeckung ist bis Mitte 2018 geplant.

Kurz: Ob für kleine und große Unternehmen oder Kommunen – der Einsatz von NB-IoT lohnt sich. Wer den neuen Funkstandard nutzt, kann mit Wertschöpfung rechnen – in Form von mehr Transparenz, einem höheren Ertrag oder einem Beitrag zu mehr Umweltschutz.

Über den Autor:
Peter Arbitter ist Leiter Portfolio- und Produktmanagement bei der Telekom.

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