Die "radio access technology" ist der Teil des Mobilfunknetzes, der Daten zwischen Ihrem Gerät und dem Mobilfunkmast überträgt. Die Wahl, die Sie hier treffen, legt die Obergrenze für die Bandbreite, die Untergrenze für den Stromverbrauch und die Reichweite fest, die Sie realistischerweise erwarten können. Dieser Artikel gibt einen Überblick über die einzelnen Technologien und deren Einsatzmöglichkeiten im IoT.

Schnellvergleich

2G: GSM

Status: Auslaufen. In vielen Ländern (unter anderem in den Vereinigten Staaten, Kanada und Australien) bereits abgeschaltet und in vielen weiteren Ländern soll die Abschaltung erfolgen.

GSM war der erste weit verbreitete digitale Mobilfunkstandard. Für das Internet der Dinge (IoT) spielt er nach wie vor in zwei engen Anwendungsbereichen eine Rolle:

• Ältere Fahrzeugflotten die seit Jahren mit 2G-Modems betrieben werden und deren Nachrüstung sich nicht lohnt.

• Ausweichlösung für die Abdeckung in Regionen, in denen LTE-M und NB-IoT noch nicht eingeführt wurden, in der Regel in Schwellenländern.

Bei neuen Entwürfen, Wähle nicht 2G. Die Netzbetreiber gewinnen die Frequenzen zurück, und die heute im 2G-Netz eingesetzten Geräte müssen ersetzt werden, bevor sie das Ende ihrer Lebensdauer erreichen.

3G: WCDMA / CDMA2000

Status: Auslaufen. In den USA, den meisten Ländern der EU, Australien und weiten Teilen Asiens bereits abgeschaltet; jedes Jahr sind weitere Abschaltungen geplant. Einige Netze sind weiterhin in Betrieb, vor allem in Schwellenländern.

3G sollte in neuen Konzepten nicht berücksichtigt werden. Die verbleibenden Netze werden in den meisten Regionen schneller stillgelegt als 2G, und ein Gerät, das heute im 3G-Netz eingesetzt wird, wird das Netz, auf das es angewiesen ist, wahrscheinlich überdauern. Für bestehende 3G-Geräteflotten ist ein Migrationsplan erforderlich.

4G: LTE

Status: Marktbeherrschend. In praktisch jedem Land mit Mobilfunkinfrastruktur verfügbar.

LTE ist heute das Rückgrat des IoT. Die meisten Geräte nutzen einfaches LTE (Cat-1, Cat-4) für die allgemeine Konnektivität:

• Cat-1 (ca. 10 Mbit/s im Download, 5 Mbit/s im Upload) ist der Einstieg: günstige Module, ordentlicher Durchsatz, breite Unterstützung.

• Cat-4 (~150 Mbit/s im Download, 50 Mbit/s im Upload) – diese Geschwindigkeiten kommen bei Hotspots für Privatkunden und im IoT mit hoher Bandbreite zum Einsatz.

• Höhere Kategorien (Cat-6, Cat-12 usw.) bieten eine noch höhere Bandbreite, sind im IoT jedoch selten anzutreffen.

Wenn Sie sich nicht sicher sind, welche Option Sie wählen sollen, sind LTE Cat-1 oder Cat-4 die sichere Standardwahl.

5G: NR (New Radio)

Status: In den meisten wichtigen Märkten bereits etabliert, rasante Expansion.

5G bietet drei wichtige Vorteile für das Internet der Dinge (IoT):

• Höhere Bandbreite. Durchsatz im Multi-Gigabit-Bereich, sofern das Netzwerk dies unterstützt.

• Geringere Latenz. Im besten Fall eine Round-Trip-Zeit im einstelligen Millisekundenbereich.

• Netzwerk-Slicing. Die Möglichkeit, einen logischen „Ausschnitt“ des Netzwerks mit garantierten Eigenschaften (Bandbreite, Latenz, Zuverlässigkeit) bereitzustellen.

Entscheiden Sie sich für 5G, wenn Sie Echtzeit-Video, einen sehr hohen Durchsatz oder garantierte Latenz benötigen. Für die Sensorübertragung im Kilobyte-pro-Tag-Bereich ist 5G überdimensioniert. LTE-M oder NB-IoT sind hier die richtige Wahl.

LTE-M: LTE Kategorie M (Cat-M1)

Status: In den meisten LTE-Märkten in Nordamerika, Europa und Teilen Asiens im Einsatz.

LTE-M ist eine für das Internet der Dinge (IoT) optimierte LTE-Variante. Es läuft auf der bestehenden LTE-Infrastruktur, nutzt jedoch ein schmaleres Frequenzband, was bedeutet:

• Geringere Leistung. Bei seltener Datenübertragung beträgt die Batterielebensdauer kleiner Batterien mehrere Jahre.

• Geringerer Durchsatz. Typischerweise ~300 kbps; ausreichend für Sensordaten, Befehls- und Steuerungsdaten sowie Sprache (ja, LTE-M unterstützt Sprache), jedoch nicht für Video.

• Bessere Durchdringung innerhalb von Gebäuden. Das schmalere Frequenzband durchdringt Wände besser als Voll-LTE.

• Mobilität wird unterstützt. LTE-M übernimmt den Handover zwischen Zellen und eignet sich daher für Geräte, die sich bewegen (Objektverfolgung, Fahrzeuge).

LTE-M ist die richtige Lösung für die meisten IoT-Projekte wo die Akkulaufzeit wichtiger ist als der Durchsatz.

NB-IoT: Schmalband-IoT (Cat-NB1, Cat-NB2)

Status: Weit verbreitet in der EU, in China und in Teilen Asiens. In Nordamerika eher vereinzelt anzutreffen.

NB-IoT ist der leistungsstärkere Bruder von LTE-M:

• Noch geringerer Stromverbrauch. Die Geräte können zwischen den Übertragungen stundenlang im Ruhemodus bleiben und halten mit einer Batterie mehr als 10 Jahre.

• Noch geringerer Durchsatz. ~20–250 kbps. Konzipiert für Workloads im Bereich von Kilobyte pro Tag.

• Erstklassige, umfassende Berichterstattung. Erreicht Keller, unterirdische Zählerschächte und ländliche Randgebiete, die für LTE-M nicht erreichbar sind.

• Eingeschränkte Mobilität. NB-IoT wurde für stationäre Geräte entwickelt; in manchen Netzen erfolgt der Handover langsamer oder wird gar nicht unterstützt.

Entscheiden Sie sich für NB-IoT, um intelligente Stromzähler, Sensoren für die Landwirtschaft, Parksensoren, Umweltmessgeräte, alles, was in unregelmäßigen Abständen von einem festen Standort aus Daten übermittelt.

Eine Einschränkung: Das NB-IoT-Roaming funktioniert nicht überall einheitlich. Wenn Ihre Geräte grenzüberschreitend eingesetzt werden sollen, sollten Sie vor der Entscheidung prüfen, ob das Roaming in den jeweiligen Ländern unterstützt wird.

LoRa / LoRaWAN

Status: Nicht-mobilfunkbasiert. Nutzt nicht lizenzierte Frequenzbereiche (ISM-Bänder unter 1 GHz). Erfordert LoRaWAN-Gateways.

LoRa ist keine Mobilfunktechnologie, konkurriert jedoch mit NB-IoT um den Bereich des IoT, der sich durch extrem geringen Stromverbrauch und extrem geringe Bandbreite auszeichnet.

• Sehr große Reichweite. Mehrere Kilometer in Städten, mehrere Dutzend Kilometer in ländlichen Gebieten.

• Sehr geringer Stromverbrauch. Eine mehrjährige Batterielebensdauer ist Standard.

• Sehr geringe Bandbreite. Bytes pro Nachricht, nicht Kilobyte.

• Nicht lizenzierte Frequenzbereiche. Vorbehaltlich von Störungen; keine QoS-Garantien.

• Erforderliche Infrastruktur. Sie benötigen LoRaWAN-Gateways in Reichweite, entweder eigene oder solche eines öffentlichen Netzbetreibers.

LoRa eignet sich hervorragend, wenn Sie die Gateway-Infrastruktur selbst verwalten (z. B. auf einem Campus, einem landwirtschaftlichen Betrieb oder in einer Fabrik) oder wenn ein nationaler LoRaWAN-Betreiber Ihr Gebiet abdeckt. Andernfalls sind LTE-M oder NB-IoT in der Regel die bessere Wahl, da dort bereits Mobilfunkabdeckung vorhanden ist.

Simbase betreibt keine LoRa-Netzwerke; es wird hier der Vollständigkeit halber aufgeführt, falls Sie sich für einen Konnektivitäts-Stack entscheiden.

So treffen Sie die richtige Wahl

1. Wie hoch ist das tägliche Datenvolumen des Geräts?

   • Bytes → NB-IoT oder LoRa

   • Kilobyte → LTE-M oder NB-IoT

   • Megabyte → LTE Cat-1 oder Cat-4

   • Gigabyte → 5G

2. Wie hoch ist die Leistungsaufnahme des Geräts?

   • Netzstromversorgung → beliebige LTE-/5G-Kategorie

   • Batterielebensdauer → LTE-M oder NB-IoT

   • Zehn Jahre mit einer Batterie → NB-IoT oder LoRa

3. Wo soll das Gerät eingesetzt werden?

   • Weltweit → LTE Cat-1 (am weitesten verbreitet) oder LTE-M (hervorragende Abdeckung in den wichtigsten Märkten)

   • Regionsspezifisch → NB-IoT-Unterstützung nach Land prüfen

   • Gebäudeinnenräume / unterirdische Bereiche → NB-IoT oder LTE-M

   • Ländliche/abgelegene Gebiete → LTE-M oder LoRa

4. Ist das Gerät mobil?

   • Ja (Fahrzeuge, Ortungsgeräte) → LTE Cat-1, Cat-4 oder LTE-M

   • Keine (Zähler, Sensoren) → NB-IoT wird praktikabel

Simbase-Support

Simbase-SIM-Karten funktionieren mit allen oben genannten Mobilfunktechnologien (2G und 3G, sofern diese Netze noch in Betrieb sind, 4G LTE, 5G NR, LTE-M, NB-IoT). Welche Technologien eine bestimmte SIM-Karte nutzen kann, hängt vom SIM-Profil und vom Gerät ab. Siehe SIM-Profile für die Abdeckung pro Profil.

Häufig gestellte Fragen

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