Wie Schmalband-Technologien die IoT-Revolution antreiben

Dr. Stamatis Georgoulis, Product Director bei Cobham Wireless, erinnert an den Schock, den Betreiber erlebten, als das iPhone 2007 launched, was einen beispiellosen Anstieg des mobilen Datenkonsums auslöste.

Es dauerte Jahre, bis Betreiber die notwendige Infrastruktur gebaut hatten, um Smartphone-Services zu unterstützen. Nun, ein Jahrzehnt später, konfrontieren sie den nächsten seismischen Shift: das Internet of Things (IoT).

Gartner projizierte 20,4 Milliarden vernetzte Geräte bis 2020 – grob drei Geräte pro Person weltweit – alle fordernd mobile Konnektivität. Betreiber kämpfen bereits mit Kapazitätsengpässen, besonders in dichten urbanen Gebieten.

Doch IoT präsentiert auch einen lukrativen Revenue-Stream. Durch Kombination von Konnektivität mit End-User-Hardware und Services können Betreiber neue Business Models freischalten. Zum Beispiel unveiled Vodafone kürzlich sein erstes IoT-Hardware-Portfolio, einschließlich eines Car Dongles und einer 4G-Sicherheitskamera.

Um diese Chance zu nutzen, benötigen Betreiber neue Konnektivitätsstandards, die Netzwerkressourcen effizient nutzen und Kapazitätsengpässe verhindern. Diese Standards müssen rigoroses Testing und Validation durchlaufen, um kommerzielle Zuverlässigkeit zu garantieren.

Optionen für die Vernetzung des IoT

Low-Power Wide-Area Network (LPWAN) Technologien sind zentral für IoT-Konnektivität. Designed für Low-Power-Konsum, kann LPWAN kleine Geräte bis zu zehn Jahre mit einer einzigen Ladung betreiben und unterstützt kosteneffektive Chipsets, was Geräte erschwinglicher macht.

Betreiber müssen entscheiden, ob sie auf unlizenziertes oder lizenziertes Spektrum fokussieren. LoRa (entwickelt von Semtech) und SigFox (ein französisches Unternehmen) operieren in unlizenzierten Bändern und erfordern neue Netzwerkinfrastruktur getrennt von existierenden Cellular-Systemen. Während sie niedrigere Kosten und ideal für isolierte Deployments bieten – wie Smart Campuses oder Enterprises – geben sie Betreibern weniger Kontrolle über Radio-Traffic im Vergleich zu traditionellem Cellular.

Das vielversprechendste Protokoll für Wide-Scale Deployment ist NarrowBand-IoT (NB-IoT), standardisiert von 3GPP. NB-IoT operiert in lizenziertem Spektrum und ist voll kompatibel mit Betreibern LTE-Netzwerken, erfordernd nur Software-Upgrades auf existierenden Base Stations. Sein 200 kHz Kanalbandbreite erlaubt In-Band-Deployment neben LTE, was massive IoT-Gerätedichte ohne Impact auf regulären Mobile Traffic ermöglicht.

Führende Betreiber machen NB-IoT zentral für ihre IoT-Strategie. Deutsche Telekom launchte ein kommerzielles NB-IoT-Netzwerk über Deutschland, Irland und Spanien; Vodafone expandierte seine NB-IoT-Abdeckung nach Australien und Griechenland; TIM rollte ein landesweites NB-IoT-Netzwerk in Italien aus. Hersteller wie Samsung bauen ebenfalls NB-IoT-fähige Geräte.

NB-IoT wird ergänzt durch LTE-M (CAT-M), einen weiteren lizenzierten-Spektrum-Standard, der höhere Datenraten bietet – bis zu ~100 KB/s – was es geeignet macht für Smart City und Smart Home Energy Applikationen. Betreiber werden typischerweise NB-IoT und CAT-M parallel deployen, um diverse Use Cases abzudecken.

Validierung der IoT-Netzwerke der Zukunft

Betreiber müssen sicherstellen, dass ihre Netzwerke emergente Wireless-Technologien und die Millionen Geräte unterstützen können, die sich verbinden werden. Moderne Lab-Lösungen können Millionen Geräte emulieren, was Betreibern ermöglicht, Performance und Skalierbarkeit vor kommerziellem Rollout zu validieren.

Durch Erlangen eines umfassenden End-to-End-Blicks – von Core bis Base Station – können Betreiber Deployment neuer IoT-Standards beschleunigen, überlegene Kundenerfahrungen liefern und neue Revenue-Streams eröffnen.

Autor dieses Blogs ist Dr. Stamatis Georgoulis, Product Director bei Cobham Wireless.