ROBIOTIC

Lexikon

NarroBand IoT (NB-IoT)

Auf einen Blick

NarrowBand IoT ist ein Funkstandard, der bei der Vernetzung von Geräten im Internet der Dinge (IoT) zum Einsatz kommt. Während das normale Mobilfunknetz eine hohe Datenübertragung in kurzer Zeit ermöglicht, ist der Fokus im Niedrigfrequenzbereich des NB-IoT umgekehrt. Hier werden kleine Datenmengen, die nur selten übertragen werden müssen, versendet. Das führt zu einer sehr guten Netzabdeckung bei niedrigem Energiebedarf. So können beispielsweise auch in schwer zugänglichen Arealen (z. B. Kellerräume) Daten via NB-IoT übertragen werden.

Technische Voraussetzungen

Die Basis von NB-IoT ist der 3GPP-Standard (3rd Generation Partnership Project), eine weltweite Standardisierung der Funk-Technologie für UMTS, GMS, LTE und NGN (5G). Somit arbeitet NB-IoT nicht in einem separaten Netz, sondern greift auf die Frequenzbereiche der bestehenden Mobilfunknetze zurück. Der Frequenzbereich, in dem NB-IoT technisch realisiert wird, beträgt 900 MHz und 800 MHz im GSM- oder LTE-Netz. Diese langwelligen Signale bei niedriger Frequenz sorgen dafür, dass z. B. dicke Betonwände besser durchdrungen werden können als es für das hochfrequente LTE-Signal mit 1.800 MHz oder 2.600 MHz möglich wäre. Da NB-IoT und LTE (als Vertreter des aktuellen Mobilfunknetzes) in verschiedenen Frequenzbändern arbeiten, können die Standards problemlos parallel betrieben werden, ohne sich gegenseitig einzuschränken.

Funktionalität

Das Netzwerkprotokoll auf dem die Funktionalität von NB-IoT fußt, nennt sich LPWA (Low Power Wide Area). Low Power drückt dabei den minimalen Energieverbrauch aus, der bei NB-IoT anfällt. Wide Area betont, dass NB-IoT-Signale auch Stellen und Gebiete erreichen, die mit hochfrequenten Mobilfunksignalen nicht zugänglich wären. Auch an Orten mit vielen massiven Betonwänden wie Städte oder unterirdische Räume wie Keller können durch NB-IoT Daten gesendet werden.
Anders als im normalen Mobilfunknetz hat NB-IoT eine zehnfach bessere Netzabdeckung, weil zum einen Reichweite und Signalstärke besser sind und zum anderen die Komplexität des Funkmoduls und die maximale Übertragungsraten in Sende- und Empfängerrichtung eingeschränkt werden.

Vorteile

In einer Zeit, wo es mehr Mobilfunkanschlüsse als Menschen auf dem Planeten gibt und somit immer größere Datenmengen um den Globus geschickt werden, ist die Kapazität jeder einzelnen Funkzelle endlich. Besonders in dicht besiedelten Gebieten ist NB-IoT ein immer wichtigerer Faktor, wenn es darum geht, Daten ökonomischer zu übertragen. Im Wesentlichen lassen sich drei Vorteile von NB-IoT beschreiben:

Masse an Teilnehmern
Die Anzahl an sogenannten „Teilnehmern“ (vernetzten Geräten) pro Funkzelle ist bei Verwendung von NB-IoT deutlich höher als bei hochfrequentem LTE. NB-IoT ermöglicht die Adressierung von bis zu 50.000 Teilnehmern.

Reichweite
Die Spezifikationen von NB-IoT ermöglichen es, eine die Signalreichweite auf über mehr als 10 km zu steigern. Dadurch können auch Orte, an denen das normale Mobilfunksignal nicht ankommen würde, erreicht werden.

Kosten
Die Kosten bei der Übertragung von Daten mit NB-IoT sind zudem extrem gering. Da es in Fällen eingesetzt wird, wo eine kleine Menge an Daten nur seltenen gesendet werden muss, halten sich die Kosten für den Betrieb stark in Grenzen. Ein NB-IoT-Modul so kann mit einer handelsüblichen AA-Batterie bis zu 10 Jahre auskommen, ohne dass das Modul gewartet werden muss. Auch die Produktion von NB-IoT-Modulen selbst ist kostengünstig und lässt sich im großen Rahmen realisieren.

Anwendungsbeispiele

Die Anwendungsbeispiele für NB-IoT sind so vielseitig wie das Internet of Things selbst. Überall, wo Dinge miteinander vernetzt werden können, besteht die Möglichkeit, von NB-IoT profitieren zu können.

  • Smart City
  • Smart Building
  • Transport & Logistik
  • Produktion & Industrie
  • Landwirtschaft
  • Sicherheitstechnik
  • Lokalisation von Gegenständen
  • Lokalisation von Personen oder Tieren


Ausblick

Von dem Ausbau des Next Generation Network 5G profitiert auch NB-IoT. Während die Latenzen des LTE-Netzes aktuell ausreichen, um z. B. statische Geräte wie einen Wasserzähler zu vernetzen, werden zukünftig auch sich schnell bewegende Objekte vernetzbar sein. Die superschnelle Latenzzeit von ca. 1 ms, die im 5G-Netz möglich ist, wird beispielsweise entscheidend sein, wenn es um die Vernetzung zwischen Fahrzeugen geht (V2V, Vehicle to Vehicle).

ROBIOTIC Datenübertragung

Bei den IoT-Projekten unserer Kunden setzen wir mit unserem ROBIOTIC.CONCEPT u. a. auf die Datenübertragung per NB-IoT, damit dessen Vorteile von unseren Kunden voll ausgeschöpft werden: geringer Energieaufwand, minimale Wartung und niedrige Kosten.

Wie die ROBIOTIC Datenübertragung im Detail aussieht und welche anderen Möglichkeiten des Datentransfers es bei uns ansonsten gibt, lesen hier.

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