3-2017

Editorial
Klaus-Dieter Walter ist Geschäftsführer
der SSV Software Systems GmbH in
Hannover
Achtung! Stark zunehmendes Innovationstempo
In der drahtlosen IoT-Welt tut sich etwas. Über viele Jahre versuchten die
etablierten Mobilfunkprovider unter dem Arbeitstitel „Machine-to-Machine
(M2M) Communication“ ihre Mobilfunkverbindungsdienste und SIM-Karten
neben dem umsatzträchtigen Marktsegment Mobil Internet auch im industriellen
Umfeld für Embedded Systems- und Automatisierungsanwendungen zu
vermarkten. Die Kundenanforderungen sind zwar völlig unterschiedlich, die
von den etablierten Providern angebotenen Dienste aus technischer Sicht
allerdings nicht. Über M2M-Tarife wurden lediglich preisliche Differenzierungen
geschaffen, da viele M2M-Applikationen weder allzu große Datenmengen
bewegen noch hohe Übertragungsgeschwindigkeiten benötigen.
Durch das IoT wurde inzwischen deutlich, dass die meisten Devices
lediglich als stationäre Sensordatenquellen einzustufen sind. Die wichtigsten
Anforderungen solcher „Sensor-type Systems“ sind stromsparender
Batteriebetrieb, effizientes Versenden kleiner Datenmengen mit einer der
Aufgabenstellung angepassten IT-Security und – vor allem – monatliche
Betriebskosten im Eurocent-Bereich. Hinzu kommt das Problem der
unzureichenden Leistungsübertragungsbilanz (Link Budget) bestehender
2G/3G/4G-Netze: Ein drahtloser IoT-Sensor muss sich zukünftig auch im
zweiten Untergeschoss einer Tiefgarage befinden können und trotzdem eine
makellose Funkverbindung zu einer Cloud aufweisen.
Auf exakt diese Anforderungen hat sich in den letzten Jahren eine
Anbieterfraktion konzentriert und im lizenzfreien ISM-Band eine IoTgeeignete
Alternative zum in die Jahre gekommenen M2M-Angebot von
T-Mobile, Vodafone und Co. geschaffen. Die beiden bekanntesten Vertreter
aus der ISM-Welt sind LoRa und Sigfox. Sie nutzen in Europa den 868-MHz-
Frequenzbereich, um mit einem Link Budget zwischen 151 und 156 dB
kleine Datenmengen mit „kbps“-Geschwindigkeit über Entfernungen von bis
zu 15 km und mehr zu übertragen. Auf Grund des besonders ausgefeilten
Energiemanagement und dem Ziel, eine Batterielebensdauer von bis zu
10 Jahren zu ermöglichen, spricht man von einer „LPWA- (Low Power Wide
Area-) Funktechnik“.
Die disruptiven Entwicklungen im LPWA-ISM-Bereich haben inzwischen
dazu geführt, dass die Mobilfunkwelt über den Branchenverbund 3GPP mit
den Release 13-Spezifikationen nun ebenfalls neue LPWA-IoT-Funktechniken
für die lizenzpflichtigen LTE- und GSM-/UMTS-Frequenzen entwickelt hat, die
kurz vor dem Roll-out stehen. Besonders NB-IoT (Narrow Band IoT) – auch
LTE Cat-NB1 genannt – adressiert exakt die gleiche Zielgruppe wie LoRa und
andere. Beide LPWA-Konzepte, also sowohl LoRa und Co. im ISM-Band als
auch NB-IoT im Lizenz-gesicherten Mobilfunk, lassen sich als architektonische
Innovationen identifizieren - die LPWA-ISM-Lösungen je nach Sichtweise sogar
als radikale Innovation.
Bisher zeichneten sich die Mobilfunker auf ihrem Weg von 2G in
Richtung 5G ja bestenfalls durch inkrementelle Innovationen aus. Es wurde
genaugenommen immer nur die Bandbreite vergrößert und die Paketumlaufzeit
(Round Trip Time) verringert. Geringer Strombedarf, die einfache „kbps“-
Übertragung kleinster Datenmengen, eine Netzabdeckung bis hinunter in
Kellerräume usw. spielten keine Rolle. Durch die Herausforderungen aus der
ISM-Welt wurde mit dem 3GPP-Release 13 eine Spezifikation geschaffen, die
sich an genau den bisher vernachlässigten Kundenanforderungen orientiert,
um im IoT nicht den Anschluss zu verlieren. Wir alle sollten uns nun darauf
einstellen, dass über die LPWA-Funkinnovationen optimale Voraussetzungen
für neue digitale Geschäftsmodelle entstehen. Die Kaffeemaschine für einen
Euro, die durch ein werksseitig eingebautes und vorkonfiguriertes Embedded
LPWA-Funkinterface für die nächsten 24 Monate automatisch Kaffeekapseln
über eine digitale Serviceplattform nachbestellt, wird kommen.
Klaus-Dieter Walter, SSV Software Systems GmbH, www.ssv-embedded.de
PC & Industrie 3/2017 3