Neuer Impulsgeber für Industrie 4.0

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Internet of Things, Digitaler Zwilling, Predictive Maintenance – nur drei Schlagworte aus dem Industrie 4.0-Umfeld, die für einen hohen Grad an Vernetzung stehen. Dort, wo die M2M-Kommunikation mit klassischen Mobilfunknetzen, DSL, WLAN oder Bluetooth nicht möglich oder unrentabel ist, könnte mit Narrowband-IoT (NB-IoT) eine neue Funklösung die Lücke schließen. Über die Möglichkeiten von NB-IoT sprachen wir mit Dominik Schnieders, Program Manager NB-IoT bei der Deutschen Telekom, einem der Anbieter für die neue Technologie.

Narrowband-IoT ist ein Schmalband-Funknetz, eine sogenannte Low Power Wide Area (LPWA) Technologie mit niedrigem Energiebedarf sowie hoher Gebäudedurchdringung und Reichweite. Es basiert auf 3GPP-Standards und ist für die Übertragung von kleinen Datenmengen (max. 500 kB pro Monat) und damit speziell für die Anforderungen von IoT-Devices konzipiert.

Weitere Informationen zu NB-IoT finden Sie unter https://m2m.telekom.com/de/telekom-m2m/einblicke/narrowband-iot-nb-iot/.

Dominik Schnieders, T-Systems International GmbH

Herr Schnieders, hat Narrowband-IoT Ihrer Meinung nach das Zeug dazu, die Logistik zu revolutionieren?

Dominik Schnieders: Das kann man durchaus so sagen. Allerdings wird nicht nur die Logistik davon profitieren, sondern auch andere Bereiche. Um das Potenzial von NB-IoT zu verstehen, muss man sich die speziellen Eigenschaften der Technologie anschauen. Im Hinblick auf logistische Anwendungen ist zunächst die zukünftig geplante netzwerkbasierte Positionierung mit einer Zielgenauigkeit von ca. 50 m zu nennen. So könnte man beispielsweise Container oder andere Transportgüter tracken oder lokalisieren. Gegenüber GPS-basierten Systemen hat NB-IoT hier mehrere Vorteile: GPS ist   batterieintensiv. NB-IoT hingegen kann – abhängig vom Volumen des Datentransfers – eine Batterielaufzeit von bis zu zehn Jahren haben. Während GPS am Gebäude endet, funktioniert die Ortung mit NB-IoT auch in Gebäuden. Es könnten sich also auch Paletten in Lagern verfolgen lassen.

Welche Anwendungsmöglichkeiten sehen Sie im B2B-Bereich und konkret für den Maschinen- und Anlagenbau? Sehen Sie Chancen für Mittelständler?

Dominik Schnieders: NB-IoT kann die Vernetzung von Maschinen ermöglichen, die heute eben noch nicht vernetzt sind, weil die Kosten dafür zu hoch sind oder weil beispielsweise die Energieversorgung oder Datenübertragung nicht gewährleistet werden kann. Grundsätzlich ist NB-IoT für geringe Datenmengen unter 500 kB im Monat konzipiert. Dafür gibt es unzählige Anwendungsmöglichkeiten. Ein Beispiel: Sie bauen eine Maschine und verbauen direkt ein NB-IoT-Modul. Ihre Maschine verfügt so über eine Basisdigitalisierung, die Ihnen unterschiedliche Anwendungen erlaubt. Sie könnten den Status der Maschine abfragen, also Daten wie Temperatur, Leistung, Verbrauch usw. Sie könnten weiterhin den Fehlerspeicher der Maschine über NB-IoT auslesen und so Updates und Wartungs- oder Reparaturarbeiten initiieren. Remote oder Condition Monitoring sind hier Schlagworte. Wenn Sie Maschinen verleihen, könnten Sie mit NB-IoT künftig den Standort lokalisieren und eben auch, ob die Maschine funktionstüchtig ist. Das könnte bspw. für Baumaschinen interessant sein. Generell sind aber auch neue Geschäftsmodelle denkbar. Sie könnten ihre Maschinen und Anlagen alternativ zum Verkauf nutzungsabhängig vermieten und über NB-IoT die Nutzungsdauer und -intensität für die Abrechnung erfassen.

Allgemein gilt, je geringer das übertragene Datenvolumen, desto günstiger wird die Technologie. Da auch bereits die Kosten für die Hardwarekomponenten sehr gering sind, ist der Einsatz aus unserer Sicht auch für kleine und mittlere Unternehmen rentabel.

Gibt es schon Pilotprojekte?

Dominik Schnieders: Wir sind mit hunderten unserer Kunden im Gespräch. Ein Beispiel ist die Zusammenarbeit im Bereich Smart Metering mit der Firma ista, ein deutscher Energie-Serviceanbieter, nutzt NB-IoT zur Erfassung und Abrechnung des Energieverbrauchs. Die NB-IoT-gestützten Wärme- und Wasserzähler sind nicht an das Stromnetz angebunden und können batterieversorgt auch aus Kellern heraus die Daten an den Anbieter senden.

Ein anderes Kundenprojekt ist Smart Parking. Ein intelligentes Parkleitsystem mit NB-IoT-vernetzten Parkplätzen ermöglicht es, Autofahrer auf dem kürzesten Weg zum nächsten freien Parkplatz zu führen.

Es gibt viele weitere Pilotprojekte, auch ganz besondere wie eine Monitoring-Lösung für Bienenvölker. Das zeigt, die Anwendungsmöglichkeiten von NB-IoT sind sehr vielseitig.

Wie funktioniert NB-IoT? Was brauche ich, um Geräte damit zu vernetzen?

Dominik Schnieders: NB-IoT ist als sogenannte Low Power Wide Area (LPWA) Technologie mit niedrigem Energiebedarf sowie hoher Gebäudedurchdringung und Reichweite konzipiert. Es basiert auf 3GPP-Standards und kann in bestehenden Netzen im lizensierten Spektrum betrieben werden.

Sie benötigen eine Berechtigung zum Netzzugang. Das kann eine klassische SIM-Karte sein oder aber auch eine SIM Karte in Form eines Chips, der mit auf die Platine des Geräts oder Maschine aufgebracht wird. Dann benötigen Sie ein NB-IoT-fähiges Kommunikationsmodul für den Datentransfer. Diese sind ähnlich zu den gängigen 2G- oder 3G-Modulen. Und letztlich fehlt Ihnen noch ein Mobile Network Operator wie beispielsweise die Deutsche Telekom. Weltweit haben schon zahlreiche Anbieter angekündigt, NB-IoT zu launchen. Das heißt, Kunden können die Funktechnologie künftig überall einsetzen.

Welche Unterschiede sehen Sie zwischen den verschiedenen LPWA-Anbietern?

Dominik Schnieders: Grundsätzlich kann ich nur empfehlen, einen Anbieter mit lizensiertem Spektrum zu wählen. Hier ist für Kunden die Zuverlässigkeit und Qualität gewährleistet. Ohne technisch zu tief ins Detail zu gehen: im lizensierten Spektrum wissen wir genau, wie viele Geräte im Netz sind. Sehen wir Engpässe, haben wir die Möglichkeit mit einer Erweiterung des Spektrums zu reagieren. Der Datentransfer für die Kunden ist so sichergestellt. In unlizensierten Bändern darf jeder funken, d.h. wenn zu viele Geräte im Netz sind, können sich die Geräte gegenseitig stören und die Daten werden möglicherweise nicht übertragen. Gerade für Geschäftskunden wäre das kritsch. Darüber hinaus ist in unlizensierten Netzen die bidirektionale Kommunikation deutlich eingeschränkter.

Wie ist der aktuelle Stand beim Rollout von NB-IoT in Deutschland und in Europa? Wie sieht es weltweit aus?

Dominik Schnieders: Wir sind in Deutschland und den Niederlanden im Juni dieses Jahres gestartet. In den Niederlanden sind wir mit dem Rollout bereits fertig. Es ist übrigens auch das erste Land, in dem NB-IoT flächendeckend verfügbar ist. In Deutschland gehen wir aktuell davon aus, dass wir Ende 2018 das Netz weitgehend ausgerollt haben. Bis Ende 2017 wollen wir darüber hinaus mit dem Rollout in Österreich, Polen, Tschechien, der Slowakei, in Ungarn und Griechenland starten. Das ist der Stand in Europa.

In den USA wollen wir 2018 ebenfalls eine landesweite Abdeckung erreichen. In China haben die drei großen Mobilfunkanbieter bereits mit der Markteinführung von NB-IoT gestartet.

Vom Mobilfunknetz kennt man schwankende Qualitäten, je nachdem wo man sich befindet. Wie steht es um die Abdeckung in ländlichen Regionen, abseits großer Städte?

Dominik Schnieders: Das Ziel von NB-IoT ist es, IoT-Devices zu unterstützen – unabhängig von ihrem Standort. Deshalb hat die Funktechnologie auch eine bessere Netzabdeckung und Durchdringung (Deep Indoor Penetration). Wir rollen NB-IoT auf alle unsere Basisstationen aus. Die Dichte dieser Stationen in Deutschland ist sehr hoch, das wirkt sich zusätzlich positiv auf die Abdeckung aus. Wenn ich noch einen abschließenden Blick in die Zukunft werfen darf: mit 5G wird das Netz noch dichter und damit die Erreichbarkeit von IoT-Geräten noch höher.

Herr Schnieders, vielen Dank für das Gespräch.