Datenflüsse steigen im Zeitalter der Digitalisierung unaufhörlich und damt auch die Anzahl der Geräte, die die Informationen versenden: 2016 waren für das Sammeln und Übertragen von Daten fünf Milliarden vernetzte Geräte verantwortlich, 2020 sollen es mehr als 25 Milliarden sein. So viele Geräte brauchen eine leistungsfähige Infrastruktur. Allein vom Zähler im Keller über die Maschinen in der Produktion bis hin zu den Helfern im Privathaushalt steigt das Datenvolumen deutlich und exponentiell. Zählt man noch das der intelligenten Infrastruktur hinzu – Zustandsinformationen und Lastflussdaten von Smart Grids oder den vernetzten Straßenverkehr – stellt sich die Frage: Welche Infrastruktur ist hier am besten geeignet? Hier gerät das Mobilfunknetz in den Fokus: Der neue Standard 5G steht vor der Einführung und kann die nötigen Kapazitäten liefern: Übertragungsraten mit bis zu zehn Gigabit pro Sekunde, Latenzzeiten unterhalb einer Millisekunde eine stabile, robuste Konnektivität inklusive. Gerade dieser Aspekt ist für Stadtwerke von besonderer Relevanz, denn deren „vernetzte Dinge“ befinden sich auch an abgelegenen oder schwer erreichbaren Stellen.
 

Mobilfunk deckt nicht alles ab

Kommt es in Bereichen wie großen Produktionsanlagen der Industrie oder beim vernetzten Straßenverkehr zum Austausch sehr großer Datenmengen nahezu in Echtzeit, lautet die Lösung 5G. Das Mobilfunknetz muss damit zum bisherigen Traffic weitere Einsatzfelder abdecken. Allein die täglich etwa 63 Millionen Pkw, Lkw und Busse auf deutschen Straßen lassen bei einer Vernetzung das derzeitige Volumen explodieren. Zur Entlastung des Netzes benötigt es also Lösungen, die zwar auf dem Mobilfunknetz aufbauen, jedoch weniger Ressourcen erfordern und schmalbandiger agieren. Dazu zählt mit Narrow Band IoT (NB IoT), eine LPWA Technologie (Low Power Wide Area), die praktisch überall funktioniert und Deutschland-weit sofort greifbar ist.

NB-IoT wird im lizenzierten Spektrum betrieben, weist eine hohe Signalstärke auf, ist sicher und zuverlässig und bietet garantierte Quality of Service. Geräte lassen sich so auf einfache und effiziente Weise in bereits etablierten Mobilfunknetzwerken integrieren. Zudem ist die sichere und zuverlässige Verarbeitung kleiner Mengen an Daten mit attraktiven Rahmenbedingungen möglich. Hierzu zählen der niedrige Energieverbrauch, eine große Reichweite in Gebäuden, die einfache, sichere und zuverlässige Implementierung in die vorhandene Mobilfunk-Netzwerkarchitektur und last but not least die niedrigen Kosten der Komponenten.

Einige Marktteilnehmer gehen sogar davon aus, NB-IoT wird zum Synonym für das „Maschinennetz“, denn es vernetzt Gegenstände und Maschinen auch an Orten, die aufgrund ihrer Abschirmung oder der großen Entfernung zum nächsten Mobilfunkmast vom herkömmlichen Mobilfunk nicht mehr erreicht werden: Hinter Betonwänden, im Keller oder tief im Innern großer Gebäude, gewährleistet NB-IoT ob seiner Reichweite die großflächige Abdeckung. Das arbeitsintensive Verlegen von Kabeln oder die Installation externer Antennen entfallen. Somit ist NB-IoT ein geeigneter Übertragungsweg für Smart-Meter-Anwendungen. Schließlich sind die Zähler meistens im Keller installiert, wo Funklöcher den klassischen Mobilfunkempfang behindern.
 

Zahlreiche Einsatzmöglichkeiten

Diese Kombination aus Sicherheit, Leistungsfähigkeit und Energieeffizienz von NB-IoT-Anwendungen erlauben zahlreiche Szenarien für den Einsatz von Narrow Band! Hier bieten sich all die Einsatzfelder an, in denen kleine Datenmengen über lange Zeiträume hinweg transportiert werden sollen, wie Rauchmelder, Überwachung von Tanks oder Pipelines oder auch Geräten, an die aktuell noch gar nicht gedacht wird. Dabei ermöglichen der minimale Energieverbrauch und Batterielaufzeiten von bis zu zehn Jahren der IoT-Module die Vernetzung auch ohne externe Stromversorgung. So lassen sich etwa beim Auslesen von Zähler- oder Füllständen Kosten sparen. Smart City-Anwendungen profitieren von der Bereitstellung präziser Informationen: Smart-Parking-Anwendungen bei denen Sensoren via App freie Parkplätze direkt in die Autos senden oder als Sensor in Abfallbehältern. Der Digitaldienstleister der Deutschen Bahn, die DB Systel, arbeitet an einem Projekt Mülleimer mit Sensoren auf NB-IoT Technik auszustatten, die den Füllstand selbstständig erkennen. Statt eines starren Zeitplans sendet ein Sensor den exakten Termin zur Mülltonnenleerung.

Der große Vorteil von NB-IoT ist seine Praxisnähe. Zahlreiche erfolgreiche Projekte zeugen davon, dass die Technik keine Zukunftsmusik mehr darstellt. Der Rollout auf der aktuellen Mobilfunkinfrastruktur ist bereits im Gange. Erste Schritte können und sollten bereits unternommen werden. Hierfür eignet sich sowohl das Vorgehen, mit Retrofit-Ansätzen bestehende Systeme auszustatten, als auch die Integration in neue Projekte in Form eines kleinen unabhängigen Sensors oder Aktors. Denn das kleine, schmale Band ist mit den Eigenschaften, leistungsfähig, kostengünstig und nahezu überall greifbar, in der Lage nicht nur bestehende Aufgaben automatisiert zu übernehmen, sondern auch in Zukunft weitere zentrale Funktionen für Stadtwerke zu übernehmen. Schließlich nimmt die Digitalisierung in den nächsten Jahren noch an Fahrt auf – mit NB-IoT ist ein einfach zu integrierender Ansatz bereits vorhanden!

Frank Thelen ist Geschäftsfüher von Q-Loud, einem Unternehmen, das sich auf das Internet of Things spezialisiert hat.
 

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