Narrowband IoT

Maschinennetz funkt großflächig in Deutschland

| Redakteur: Jürgen Schreier

Nach dem Start des Ausbaus des Maschinennetzes im März 2018 in Düsseldorf und Berlin hat Vodafone sechs Monate später die Technologie in mehreren tausend Städten und Gemeinden aktiviert.
Nach dem Start des Ausbaus des Maschinennetzes im März 2018 in Düsseldorf und Berlin hat Vodafone sechs Monate später die Technologie in mehreren tausend Städten und Gemeinden aktiviert. (Bild: Vodafone)

Das Maschinennetz von Vodafone, eine Narrowband IoT-Lösung, ist jetzt in 90 Prozent des LTE-Netzes verfügbar. In sechs Monaten hat der Carrier durch die Modernisierung seiner Mobilfunkanlagen die Infrastruktur für Smart Cities und andere IoT-Anwendungen geschaffen.

Sechs Monate, tausende Städte und Gemeinden, unzählige modernisierte Mobilfunkmasten in ganz Deutschland. Die Technik-Spezialisten von Vodafone haben ein neues Netz über Deutschland gelegt – und so in nur einem halben Jahr die Infrastruktur für das Internet der Dinge gebaut. Mit einer Technologie, die auch im neuen Mobilfunkstandard 5G eine wichtige Rolle spielen wird. Das Vodafone-Maschinennetz ist speziell optimiert für die kostengünstige und energiesparende Vernetzung von Gegenständen.

Hannes Ametsreiter, CEO Vodafone Deutschland: „Das Maschinennetz ist ein zentrales Standbein für die digitale Revolution und ein wichtiger Schritt zu 5G.”
Hannes Ametsreiter, CEO Vodafone Deutschland: „Das Maschinennetz ist ein zentrales Standbein für die digitale Revolution und ein wichtiger Schritt zu 5G.” (Bild: Vodafone)

Als erster Telekommunikationskonzern hat Vodafone die auch im künftigen 5G-Netz inkludierte Technologie Narrowband IoT damit großflächig in ganz Deutschland aktiviert.

Eine Mobilfunkzelle vernetzt bis zu 50.000 Gegenstände parallel

„Das Maschinennetz ist ein zentrales Standbein für die digitale Revolution und ein wichtiger Schritt zu 5G. Der schnelle Ausbau in ganz Deutschland eröffnet unserer Industrie und unseren Städten neue digitale Möglichkeiten“, so Vodafone Deutschland CEO Hannes Ametsreiter.

Im März 2018 hatte Vodafone den Ausbau des Maschinennetzes in Düsseldorf und Berlin gestartet. Sechs Monate später hat der Telekommunikationskonzern die Technologie in mehreren tausend Städten und Gemeinden aktiviert und damit das zum Ausbau-Start formulierte Ziel erreicht. Im neuen Maschinennetz können theoretisch bis zu vier Milliarden Geräte gleichzeitig funken. Eine einzige Mobilfunkzelle kann mit der Technologie bis zu 50.000 Gegenstände parallel vernetzen.

Im neuen Maschinennetz können theoretisch bis zu vier Milliarden IoT-Devices gleichzeitig funken, so Vodafone.
Im neuen Maschinennetz können theoretisch bis zu vier Milliarden IoT-Devices gleichzeitig funken, so Vodafone. (Bild: Vodafone)

Vodafone sieht das als Investition in die Zukunft: Bereits heute vernetzt der Carrier weltweit 74 Millionen Gegenstände per Mobilfunk - Tendenz steigend. Jeden Monat wandern rund zwei Millionen weitere Dinge ins Netz. Vom Lkw-Reifen, der sich bei Druckverlust beim Fahrer meldet, über den Wasserzähler, der täglich seinen aktuellen Stand übermittelt, bis zum E-Bike, das Alarm schlägt, wenn es gestohlen wird.

Vodafone treibt globalen Ausbau von Narrowband IoT voran

Mit der Narrowband-Technologie können Daten deutschlandweit besonders energie- und kostensparend übertragen werden. Denn das Maschinennetz ist ein "Stromsparnetz". Gemeinsam mit Partnern bringt Vodafone schon jetzt zahlreiche Gegenstände und Prozesse ins Netz. Die Deutsche Bahn vernetzt zentrale Unternehmensstandorte in Berlin und Frankfurt mit der neuen Vodafone-Infrastruktur. IoT-Sensoren vereinfachen die tägliche Raumbuchung für Mitarbeiter der Deutschen Bahn.

Der Elektronikkonzern Panasonic macht Klimaanlagen für Privathaushalte im Maschinennetz intelligent. Gemeinsam wollen die Partner so die Fernwartung und Fernsteuerung von Klimaanlagen ermöglichen. und zahlreiche Städte haben die Absicht, das NB-IoT-Angebot von Vodafone zu nutzen, um zur Smart City zu werden.

Vodafone treibt den Ausbau des Maschinennetzes auch global voran. In Tschechien, Griechenland, Irland, Italien, Spanien, Australien, Niederlande, Südafrika und in der Türkei hat Vodafone die Technologie bereits aktiviert. Bis Ende des Jahres 2019 soll das weltweit größte Narrowband IoT-Netzwerk in zehn europäischen Ländern funken. Auch Großbritannien, Rumänien und Ungarn sollen die Technologie zeitnah erhalten.

LPWAN: Jede Menge Varianten

Vom GSM-Standard LTE gibt es zwei Varianten, die für LPWAN-Szenarien im Internet der Dinge vorgesehen sind. Der Begriff LPWAN (Low Power Wide Area Network) definiert eine Klasse von Netzwerkprotokollen zur Verbindung von Niedrigenergiegeräten wie batteriebetriebene Sensoren mit einem Netzwerkserver. In einer groben Näherung gilt die einfache Faustformel: Je weniger Daten mit geringerer Bandbreite versendet werden, desto niedriger ist der Stromverbrauch. Diesen Zusammenhang macht sich die LPWAN-Technologie zunutze.

Die zwei konkurrierenden LTE-basierten LPWAN-Standards sind derzeit Narrowband IoT (auch LTE-Cat-NB1) und Cat-M1. LTE-Cat-NB1 eignet sich für stationäre Anwendungen; Cat-M1 ist für mobile IoT-Anwendungen optimiert. Vorteiel von Cat-NB1 und CaT-M1 sind die sehr gute Netzabdeckung durch Nutzung der existierenden Mobilfunk-Infrastruktur. Das lizenzierten Frequenzspektrums (700 bis 900 MHz) macht das Netz zudem sicher und robust.

Weitere IoT-Wireless-Lösungen sind Sigfox und LoRa. SigFox und LoRa nutzen das Sub-GHz-Frequenzband (in Europa 868 MHz). Als Modulationsverfahren kommt bei Sigfox die Narrowband-Technik mit BPSK zum Einsatz. Die Daten werden in einer eigenen Cloud gemanagt. Ein wesentlicher Unterschied zu den LTE-Varianten besteht darin, dass Sigfox ein eigenes Netz nutzt bzw. aufbaut. LoRa verwendet die proprietäre Chip-Spread-Spektrum-Technik, mit der sich das Verhältnis zwischen Bandbreite und Bitrate flexibel einstellen lässt. Auch in Sachen Netz ähnelt LoRa Sigfox. Hauptvorteile von Sigfox und LoRa sind die günstigen Kosten für Hardware und Betrieb.

Einen völlig anderen Weg beschreitet Thingstream. Die Sparte des Schweizer Software- und Telekommunikationsanbieters Myriad Group AG ermöglicht - salopp gesagt - ein Internet der Dinge ohne Internet. Die Züricher Firma setzt für IoT-Anwendungen, bei denen nur geringe Datenmengen ausgetauscht werden, auf das konventionelle, sehr dichte GSM-Netz in Verbindung mit MQTT/SN (Message Queuing Telemetry Transport for Sensor Networks) und USSD (Unstructured Supplementary Service Data).

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