Optimale Cellular IoT Technologie auswählen

Editor's Note: Mit steigender Nachfrage nach IoT-Geräten werden zellulare Technologien, die für IoT zugeschnitten sind, essenziell. Entwickler benötigen nun tiefgehende Guidance zur Auswahl der richtigen Lösung.

Auszug aus Cellular Internet of Things, diese Serie erklärt Schlüsselkonzepte und praktische Anwendungen von Cellular IoT.

Früher in der Serie erkundeten wir die sich entwickelnde zellulare Landschaft, die Rolle von IoT und die Technologien, die Massive Machine-Type Communications (mMTC) und Ultra-Reliable Low-Latency Communications (URLLC) ermöglichen.

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Adaptiert aus Cellular Internet of Things von Olof Liberg, Marten Sundberg, Eric Wang, Johan Bergman und Joachim Sachs.

Kapitel 9. Die wettbewerbsfähige IoT-Technologie-Landschaft (Fortsetzung)

9.3 Wahl der Cellular IoT Technologie (Fortsetzung)

9.3.2 Welche CIoT Technologie zu wählen

Die Wahl einer Cellular IoT (CIoT) Lösung involviert multiple Stakeholder. Mobile Network Operator entscheiden, welche CIoT Technologie in ihre bestehenden Netze integriert wird, während Device Manufacturer und Service Provider Konnektivitätsoptionen wählen, die am besten zu ihren Applikationen passen. In der Praxis werden mehrere Technologien koexistieren.

9.3.2.1 Die Perspektive des Mobile Network Operators

Für Operator ist die Entscheidung vielschichtig, balancierend langfristige Netzwerkstrategie, bestehende Assets und gezielte IoT-Märkte. Wichtige Überlegungen umfassen:

• Langfristige Mobile Network Strategie und bestehende Assets
• IoT Marktsegment Strategie

Die meisten Operator betreiben mehrere Radiotechnologien auf einem einzelnen Netz. Beispielsweise kann eine Base Station GSM, UMTS/HSPA und LTE simultan unterstützen. In einigen Fällen werden 2G, 3G und 4G Netze separat gemanagt.

Operator halten Spektrumlizenzen, die von nationalen Regulatoren gewährt werden, oft gültig für 20+ Jahre. Diese Lizenzen sichern ökonomische Stabilität, erlauben Operatoren, hochkostige Infrastruktur-Rollouts über lange Horizonte zu planen. Wenn eine Lizenz ausläuft, halten Regulatoren typischerweise eine Spektrumauktion ab, um Frequenzen neu zuzuweisen. Folglich müssen Netzwerkausbaupläne berücksichtigen:

• Lizenzgültigkeit, erlaubte Technologien und zukünftige Reallokationstimelines
• Ausbaustatus für jede Radiotechnologie und Marktanteil
• Wettbewerber-Netze und Marktanteile
• Strategische Absicht bezüglich IoT Services (Connectivity Provider vs. Service Enabler)
• Marktreife und Ziel-IoT-Segmente

Während Entscheidungen oft länderspezifisch sind, können Operator mit Multi-Country-Footprint regionale Harmonisierung anstreben.

Bei der Evaluierung von CIoT Optionen priorisieren Operator typischerweise Wiederverwendung bestehender Infrastruktur. EC-GSM-IoT nutzt GSM Infrastruktur und Spektrum, teilt Ressourcen mit Legacy GSM Traffic. LTE-M und NB-IoT bauen auf LTE Infrastruktur und Spektrum auf, teilen LTE Ressourcen. In vielen Deployments ist CIoT Einführung ein Software Update, was schnelles Rollout bei niedrigem Total Cost of Ownership ermöglicht.

IoT Services erfordern oft lange Lifecycles – manchmal ein Jahrzehnt oder mehr – so dass Operator CIoT Wahlen mit ihrer langfristigen Netzwerkstrategie alignieren müssen. Wenn ein Operator plant, GSM zugunsten von LTE oder 5G abzuschalten, kann Deployment von EC-GSM-IoT suboptimal sein, da es Operatoren zwingt, GSM Hardware für viele Jahre zu warten.

GSM bleibt die verbreitetste zellulare Technologie, deckt etwa 90% der globalen Bevölkerung 2016 ab und projiziert 95% bis 2022 (Ref. [55]). LTE Abdeckung war grob 40% 2016, erwartet 80%+ bis 2022. Regionale Disparitäten sind signifikant: In Middle East und Africa war LTE Penetration nur 5% 2016 (wachsend auf ~30% bis 2022), während GSM-only Subscriptions ca. 20% waren und die meisten anderen WCDMA/HSPA. In Nordamerika waren 65% der Mobile Subscriptions LTE 2016, mit Near-Zero Non-LTE Subscriptions projiziert für 2022. Diese Variationen beeinflussen CIoT Technologiepräferenzen über Regionen.

Note 1: Für 2022 definieren wir LTE-fähige Subscriptions als jene mit LTE oder 5G Fähigkeiten, unter Annahme voller Kompatibilität mit LTE Netzen.