Von der Technologieauswahl bis zum Tarifmodell: Was Sie für Ihre 2G-Migration wissen sollten
Eine erfolgreiche Migration von 2G ist mehr als nur ein Modultausch: Sie betrifft Technologieauswahl, Roaming-Strategie, Hardware, Energieverbrauch, Kosten und Software gleichermaßen.
In den folgenden FAQs beantworten unsere IoT-Experten die häufigsten technischen und kaufmännischen Fragen, damit Sie die richtigen Entscheidungen für Ihre Anwendung treffen können.
Technologieauswahl (Use-Case-Fit)
Nur bei sehr niedriger Latenz, Echtzeitsteuerung oder sehr hoher Gerätedichte.
Das vollwertige 5G NR ist nicht für alle IoT-Anwendungen erforderlich, sondern gezielt für fortgeschrittene Szenarien mit besonders hohen Anforderungen an Kommunikation und Netzverhalten. Diese Anwendungsfälle lassen sich den Kategorien „Enhanced Mobile Broadband“ (eMBB) und „Ultra-Reliable Low-Latency Communication“ (URLLC) zuordnen.
5G wird typischerweise dann notwendig, wenn mindestens einer der folgenden Faktoren zutrifft:
- Ultra-niedrige Latenz erforderlich: Unter 10 Millisekunden (z.B. bei Echtzeitsteuerung von Maschinen, Robotik oder sicherheitskritischen Prozessen).
- Hohe Datenrate bei gleichzeitig vielen Endgeräten: eine maximale Datenrate von bis zu 2 Gbit/s bei einem effektiven Datendurchsatz von ca. 400 Mbit/s (z.B. bei Videoanalyse, vernetzten Kameras oder komplexen Telemetriesystemen).
Für ehemalige 2G-Anwendungen (z.B. Zähler, Sensorik oder einfache Tracking-Lösungen) ist ein Wechsel auf das vollwertige 5G NR in der Regel überdimensioniert. Die 3GPP-Standards wurden deshalb gezielt weiterentwickelt, um nicht nur High-End-Anwendungen abzudecken, sondern auch kostensensitive und energiearme IoT-Use-Cases zu unterstützen. Mit der Einführung von 5G RedCap (Reduced Capability) und künftig eRedCap (enhanced RedCap) wurde 5G bewusst „abgespeckt“ und für Geräte mit geringerer Komplexität, moderatem Datendurchsatz und niedrigerem Energiebedarf optimiert. 5G RedCap ermöglicht so eine wirtschaftliche Migration von 2G-, 3G- und LTE-basierten IoT-Anwendungen in die 5G-Welt, ohne die volle Komplexität und Kosten vom vollwertigen 5G NR zu benötigen.
Leistungsspektrum der modernen Mobilfunktechnologien
5G RedCap (bzw. 5G eRedCap ab 2027) und LTE (Cat 1/1bis) sind hier die relevanten Optionen.
Für M2M- bzw. IoT-Anwendungen mit hohen Datenraten und gleichzeitig niedriger Latenz sind insbesondere 5G RedCap (bzw. zukünftig 5G eRedCap) sowie LTE (Cat 1/1bis bis Cat 4) relevant.
- 5G Reduced Capability (RedCap): RedCap wurde speziell entwickelt, um 5G-Technologie kosteneffizient in die Welt des LTE-IoT zu bringen. RedCap ersetzt dabei perspektivisch LTE Cat 4 und bietet im Vergleich höhere Datenraten und geringere Latenzen. Gleichzeitig ermöglichen integrierte Stromsparfunktionen deutlich längere Akkulaufzeiten für eine Vielzahl von Anwendungen, z.B. POS-Geräte und Wearables. Darüber hinaus reduziert RedCap die Gerätekomplexität, unter anderem durch den Einsatz von nur ein bis zwei Antennen. 5G RedCap-Module integrieren LTE Cat 4 als Fallback-Technologie für globales Roaming.
- 5G enhanced RedCap (eRedCap): Diese vereinfachte 5G-Variante ist für großflächige Deployments optimiert und bietet bessere Kostenvorteile. eRedCap ersetzt perspektivisch LTE Cat 1/1bis und adressiert Use Cases mit niedrigeren Datenraten, noch geringerer Gerätekomplexität und verbessertem Energieverbrauch. Für globale Projekte kann ein Fallback auf LTE-M (Half-Duplex) oder LTE Cat 1/1bis (Full-Duplex) vorgesehen werden.
- LTE (Cat 1/1bis bis Cat 4): Diese etablierte Technologie bieten stabile Kommunikation mit ausreichend Bandbreite für datenintensive Anwendungen wie Videoübertragung, Telematik mit hohen Update-Raten oder industrielle Steuerungssysteme. Sie sind heute weit verbreitet und gut verfügbar. Bitte berücksichtigen Sie die langfristige Verfügbarkeit dieser Technologie, da führende Märkte einen schrittweisen Rückbau von 4G innerhalb des nächsten Jahrzehnts planen.
Diese Technologien sind mit allen 2G-Use-Cases kompatibel und können weitgehend im Plug-and-Play-Verfahren implementiert werden, ohne dass das Kommunikationsverhalten der IoT-Anwendung wesentlich angepasst werden muss.
Vorteile von 5G Massive IoT: NB-IoT und LTE-M
LTE-M und NB-IoT sind ideal für energiearme Sensoranwendungen mit seltenen Übertragungen.
Für Anwendungen mit sehr geringen Datenmengen und maximaler Energieeffizienz sind LTE-M und NB-IoT die führenden Technologien. Sie gehören mittlerweile zum 5G-Standard:
- NB-IoT: Optimal für stationäre Sensoren, die nur gelegentlich kleine Datenpakete übertragen, ist NB-IoT speziell auf extreme Energieeffizienz sowie eine sehr hohe Gebäudedurchdringung ausgelegt. Aufgrund der automatischen wiederholten Übertragung von Datenpaketen variiert die Leistungsfähigkeit der Kommunikation je nach Qualität der empfangenen Signalstärke. Die IoT-Anwendung erreicht eine maximale Datenrate von bis zu 250 kbit/s bei einem effektiven Datendurchsatz von ca. 20 kbit/s im Außenbereich (CE-Level 0) bis hin zu ca. 1 kbit/s im tiefen Innenbereich (CE-Level 2). Die Latenzzeiten sind deutlich höher als bei 2G und liegen typischerweise zwischen etwa 2 Sekunden (CE-Level 0) und bis zu 18 Sekunden (CE-Level 2). Nutzdaten müssen stark für schmalbandige Kommunikation optimiert werden und liegen meist unter 200 Bytes. Aus diesem Grund müssen 2G-Anwendungen häufig angepasst werden, wenn eine Migration auf NB-IoT angestrebt wird; dazu gehört insbesondere die Umstellung auf UDP-basierte Kommunikation anstelle von TCP/IP. Beispiele sind Wasserzähler, Umweltmessstationen oder Infrastrukturüberwachung.
- LTE-M: Bietet ebenfalls sehr gute Energieeffizienz, unterstützt aber zusätzlich Handover zwischen Funkzellen und etwas höhere Datenraten als NB-IoT (bis zu 1 Mb/s bei einem effektiven Datendurchsatz von ca. 300 kb/s). Die Latenzzeiten senken auf eine Sekunde. Dadurch eignet es sich für mobile Sensoren oder Tracking-Anwendungen mit geringem Datenvolumen.
Beide Technologien unterstützen diversen Stromsparfunktionen wie Power Saving Mode (PSM) und Enhanced Discontinuous Reception (eDRX), die es ermöglichen, Geräte über Jahre hinweg mit einer einzigen Batterie zu betreiben. Die Wahl zwischen LTE-M und NB-IoT hängt dabei stark vom Bewegungsverhalten, der Datenfrequenz und der benötigten Netzflexibilität ab.
Netzabdeckung und Roaming
Aktueller Roaming-Footprint der Zieltechnologien für die 2G-Migration
5G RedCap, LTE, LTE-M und NB-IoT haben unterschiedliche Roaming-Verfügbarkeiten weltweit.
LTE-basierte Technologien wie LTE Cat 1/1bis und LTE Cat 4 verfügen aktuell über die breiteste globale Roaming-Abdeckung, da LTE in den meisten Ländern als Standard-Mobilfunktechnologie etabliert ist und flächendeckend von Netzbetreibern unterstützt wird. Dadurch eignen sie sich besonders gut für internationale IoT-Deployments mit hohen Anforderungen an Verfügbarkeit und Kompatibilität.
- LTE-M (Cat M1) ist eine 5G Low Power Wide Area (LPWA) Technologie für die schmalbandige Kommunikation und bietet eine wachsende, aber noch nicht weltweit einheitliche Roaming-Abdeckung; die meisten Länder in Asien, Afrika und Südamerika fehlen.
- NB-IoT (Cat NB2) ist ebenfalls eine 5G-LPWA-Technologie, die primär für batteriebetriebene, eingeschränkte IoT-Hardware sowie für die Erreichbarkeit tief in Gebäuden oder in abgelegenen Gebieten konzipiert ist. Zwar wächst die internationale Unterstützung kontinuierlich, jedoch ist globales Roaming meist nur in denselben Märkten wie bei LTE-M verfügbar.
- 5G RedCap befindet sich derzeit im Rollout in ersten, führenden Märkten und wird langfristig in das globale Roaming-Ökosystem integriert. Kurz- bis mittelfristig ist die Roaming-Abdeckung jedoch noch im Aufbau und wird sich schrittweise parallel zur 5G-Netzverbreitung entwickeln.
Insgesamt gilt: Je „IoT-spezifischer“ eine Technologie (z.B. NB-IoT oder RedCap in frühen Phasen), desto stärker ist die Roaming-Verfügbarkeit noch von regionalen Netzstrategien abhängig. LTE-basierte Lösungen bieten derzeit die höchste internationale Planbarkeit.
LTE-basierte Technologien sind aktuell am breitesten global unterstützt.
Insbesondere LTE Cat 1/1bis und LTE Cat 4 gelten aktuell als globale Standardtechnologien für IoT- und M2M-Anwendungen, da LTE in nahezu allen Mobilfunkmärkten weltweit etabliert ist. Dadurch können Geräte in sehr vielen Ländern ohne zusätzliche Anpassungen oder Einschränkungen betrieben werden, was sie besonders attraktiv für internationale Rollouts und globales Roaming macht.
Im Vergleich dazu sind IoT-spezifische Technologien wie LTE-M und NB-IoT zwar technologisch sehr effizient und für bestimmte Use Cases optimal, verfügen jedoch noch nicht über eine vollständig einheitliche globale Verfügbarkeit. Ihre Roaming-Fähigkeit hängt stark von der jeweiligen Netzimplementierung und der Marktdurchdringung im Zielland ab.
5G-basierte IoT-Technologien wie RedCap oder eRedCap befinden sich zudem noch im Aufbau und werden ihre internationale Roaming-Abdeckung erst schrittweise mit der weiteren 5G-Expansion entwickeln.
Zusammengefasst bieten LTE-basierte Technologien aktuell die höchste internationale Planbarkeit und die breiteste globale Abdeckung für IoT-Anwendungen. Allerdings es ist davon auszugehen, dass LTE in den kommenden anderthalb Jahrzehnten nicht weltweit durchgängig verfügbar sein wird. Daher empfiehlt es sich, Geräte auszuwählen, die LTE als Basisnetz unterstützen und zugleich einen nahtlosen Übergang zu 5G RedCap oder eRedCap ermöglichen (d.h. „Fall-Forward“), sobald diese in den jeweiligen Einsatzregionen verfügbar sind.
Nur eingeschränkt, da nicht alle Länder NB-NTN flächendeckend unterstützen.
Satellite IoT auf Basis von 3GPP NTN-Standards (Non-Terrestrial Networks) ist eine vielversprechende Ergänzung für IoT-Konnektivität, insbesondere in schwer zugänglichen oder infrastrukturschwachen Regionen. Es ermöglicht die Anbindung von Geräten für die schmalbandige Kommunikation über Satellitennetzwerke, wenn keine terrestrische Mobilfunkabdeckung vorhanden ist.
Allerdings befindet sich die nicht-terrestrische Konnektivitätsschicht noch im Aufbau: Ihre Verfügbarkeit hängt stark von den eingesetzten Satellitenkonstellationen, regionalen Frequenzfreigaben sowie den erforderlichen Marktzulassungen ab, also den regulatorischen Genehmigungen für den Betrieb und die Nutzung von Satellitendiensten in den jeweiligen Ländern. Zusätzlich spielen die Unterstützung durch Netzbetreiber und Gerätehersteller eine Rolle. Derzeit sind zudem nicht alle Länder und Regionen gleichermaßen in diese Infrastruktur integriert.
Daher kann Satellite IoT heute noch nicht als universeller, globaler Fallback für alle IoT-Anwendungen betrachtet werden. Es eignet sich vielmehr als ergänzende Lösung für spezifische Use Cases wie Asset Tracking in abgelegenen Gebieten, maritime Anwendungen oder kritische Infrastruktur.
Bitte besuchen Sie die O2 Business Seite zu Satellite IoT, um mehr über diese Technologie und die verschiedenen Möglichkeiten zu erfahren, die sie bietet. 2G-Abschaltung & IoT/M2M Migration
Frequenzplan des O2-Netzes
Ja, weil IoT-Geräte nur kommunizieren können, wenn sie die erforderlichen Bänder unterstützen.
Mobilfunknetze weltweit nutzen unterschiedliche, teilweise regional regulierte Frequenzbereiche für Mobilfunktechnologien wie LTE, LTE-M, NB-IoT oder 5G. Ein IoT-Gerät muss daher technisch in der Lage sein, in diesen spezifischen Bändern zu empfangen und zu senden, um eine stabile Netzverbindung aufzubauen.
Fehlt die Unterstützung bestimmter Frequenzbänder, kann dies dazu führen, dass ein Gerät zwar technisch kompatibel erscheint (z.B. LTE-fähig ist), in der Praxis jedoch in bestimmten Ländern oder Regionen keine Verbindung herstellen kann. Dies betrifft insbesondere globale IoT-Rollouts und Roaming-Szenarien.
Für internationale IoT-Deployments ist daher die Auswahl von Multi-Band- oder weltweit harmonisierten Frequenzkonfigurationen ein zentraler Designfaktor.
Hardwaretausch (Module, Antenne etc.)
Anzahl der erforderlichen Antennen
Mobilfunkmodule, teilweise Antennen und Batterien.
Bei einer Migration von 2G auf moderne Mobilfunktechnologien sind meist mehrere Hardwarekomponenten betroffen.
Am häufigsten müssen Mobilfunkmodule ersetzt werden, da diese die eigentliche Funktechnologie bestimmen. Zusätzlich kann eine Anpassung oder ein Austausch der Antennen erforderlich sein, insbesondere wenn neue Frequenzbänder genutzt werden. Bei einigen Technologien ist der Einsatz von mehr als einer Antenne erforderlich, um Empfangs- und Sendediversität zu unterstützen.
Die Wahl der Batterietechnologie und -konstruktion spielt bei der 2G-Migration eine zentrale Rolle, da durch geeignete Chemikalien (z.B. Lithium-Thionylchlorid) und energieoptimierte Designs eine deutlich längere Lebensdauer im Feld erreicht werden kann. Gleichzeitig sind bei der Auswahl und dem Einsatz solcher Batterien regulatorische Vorgaben zur Kennzeichnung, zum Transport und zur Entsorgung zwingend zu berücksichtigen.
Pin-kompatible Nachfolge-Module für bestehende 2G-Lösungen
Sehr wichtig, um mechanische Änderungen im Gerät zu vermeiden.
Die Pin-Kompatibilität ist ein entscheidender Faktor bei der Hardware-Migration. Sie ermöglicht es, neue Mobilfunkmodule in bestehende Geräte-Layouts zu integrieren, ohne das PCB-Design oder die mechanische Struktur des Endgeräts anpassen zu müssen.
Eine hohe Pin-Kompatibilität reduziert Entwicklungsaufwand, Kosten und Zeit in der Migration erheblich. Ist sie nicht gegeben, sind oft umfangreiche Hardware-Redesigns notwendig, die den Migrationsprozess deutlich komplexer machen.
Neue Module nutzen oft andere oder erweiterte AT-Befehlssätze.
AT-Befehle (sog. „Attention Commands“) sind ein zentraler Bestandteil der Kommunikation zwischen Anwendung und Mobilfunkmodul. Sie dienen dazu, ein Modul ohne komplexe Programmierung zu steuern, z.B. eine Verbindung ins Mobilfunknetz aufzubauen, SMS zu senden oder zu empfangen, Datenverbindungen (über 5G RedCap, LTE, NB-IoT usw.) zu konfigurieren oder Geräteparameter zu setzen. Bei einem Technologiewechsel auf LTE, LTE-M, NB-IoT oder 5G ändern sich diese Befehle häufig.
Es gibt Unterschiede in den AT-Befehlsätzen, wobei diese weniger grundsätzlich zwischen 2G und 4G liegen, sondern vielmehr von der jeweiligen Modemplattform und dem Hersteller abhängen. Grundsätzlich basieren viele Module weiterhin auf standardisierten AT-Befehle nach 3GPP (z.B. 27.007/27.005), sodass Basisfunktionen wie Netzwerkregistrierung, SMS oder einfache Datenverbindungen ähnlich gesteuert werden können.
Mit LTE und 5G kommen jedoch deutlich erweiterte und komplexere AT-Befehlssätze hinzu, insbesondere für die Verwaltung von Packet-Data-Sessions, EPS/PDN-Kontexten, Energieeffizienzfunktionen wie PSM und eDRX sowie teilweise IMS- und VoLTE-Konfigurationen. 2G-Module sind im Vergleich deutlich einfacher aufgebaut und arbeiten stärker mit circuit-switched Konzepten und weniger komplexen Datenkontexten. Eine direkte Steuerung zwischen Technologien wie 2G-Fallback oder Netzpräferenzen erfolgt häufig nicht über standardisierte AT-Kommandos, sondern ist entweder firmwareseitig implementiert oder herstellerspezifisch gelöst.
Diese Änderung führen dazu, dass bestehende Softwareanbindungen angepasst und getestet werden müssen. Eine sorgfältige Prüfung der AT-Kompatibilität ist daher ein wichtiger Bestandteil jeder 2G-Migration.
Bei niedrigeren Frequenzen beeinflusst die Platzierung der Antenne ihre Effizienz
Eine große, da neue Frequenzbänder andere Antennenanforderungen haben.
Die Antenne spielt eine zentrale Rolle, da sie direkt die Funkperformance des Geräts beeinflusst. Unterschiedliche Technologien wie LTE, LTE-M, NB-IoT oder 5G nutzen unterschiedliche Frequenzbänder und haben teilweise andere Anforderungen an Bandbreite und Signalcharakteristik. Wenn in kompakten Geräten niedrigere Frequenzen verwendet werden, besteht das Risiko einer verringerten Antenneneffizienz. Es wird empfohlen, für Ihr Projekt Experten für IoT-Antennenoptimierung zu konsultieren.
Eine nicht optimal angepasste Antenne kann zu schlechter Empfangsqualität, höheren Latenzen oder sogar Verbindungsverlusten führen. Daher muss die Antennenlösung im Rahmen der Migration immer technisch überprüft und gegebenenfalls neu ausgelegt werden.
Nur wenn sie für die neuen Frequenzbereiche optimiert sind.
Bestehende Antennen können nur dann weiterverwendet werden, wenn sie für die neuen Frequenzbereiche und Technologien geeignet und entsprechend optimiert sind.
In vielen Fällen sind ältere 2G-Antennen jedoch nicht für LTE-, LTE-M-, NB-IoT- oder 5G-Frequenzen ausgelegt. Das bedeutet, dass sie entweder nur eingeschränkt funktionieren oder die Empfangsleistung deutlich beeinträchtigen können.
Daher ist eine technische Validierung der Antennen im Zielnetz zwingend erforderlich, bevor eine Weiterverwendung im Rahmen der Migration entschieden wird.
O2 Business bietet gemeinsam mit dem weltweit führenden Antennenhersteller KYOCERA AVX einen Workshop zur IoT-Antennenoptimierung an. Bitte kontaktieren Sie uns, um mehr darüber zu erfahren.
Energieverbrauch und Batterielebensdauer
Verfügbare Stromsparfunktionen im O2-Netz
NB-IoT und LTE-M sind speziell für extrem lange Batterielaufzeiten optimiert. RedCap und eRedCap bieten auch Vorteile LTE gegenüber.
Besonders energieeffiziente Technologien im IoT-Bereich sind NB-IoT und LTE-M, da sie speziell für batteriebetriebene Anwendungen mit sehr langen Laufzeiten entwickelt wurden. Beide Technologien optimieren die Netzkommunikation auf geringe Datenmengen und lange Ruhephasen zwischen den Übertragungen.
Darüber hinaus bieten auch 5G RedCap und perspektivisch eRedCap zusätzliche Energieeffizienzvorteile im Vergleich zu klassischen LTE-Lösungen. Sie kombinieren eine reduzierte Gerätekomplexität mit moderner 5G-Netzarchitektur und ermöglichen so eine bessere Balance aus Performance und Energieverbrauch.
Batterielaufzeit hängt von vielen Faktoren ab
Je nach Use Case mehrere Jahre bis über ein Jahrzehnt.
IoT-Geräte auf Basis von NB-IoT oder LTE-M können – abhängig vom konkreten Use Case – sehr lange Batterielaufzeiten erreichen. In typischen Anwendungsszenarien sind Laufzeiten von mehreren Jahren bis hin zu über einem Jahrzehnt möglich.
Entscheidend sind dabei Faktoren wie Sendehäufigkeit, Datenmenge, Netzqualität und die Nutzung von Energiesparmechanismen. Beide Low Power Wide Area (LPWA)-Technologien sind speziell darauf ausgelegt, den Energieverbrauch im Ruhezustand und während der Datenübertragung auf ein Minimum zu reduzieren.
Die Sendeintervalle (d.h. die Häufigkeit der Kommunikation), die Konfiguration von Stromsparfunktionen und die Qualität der Netzabdeckung am Standort tragen unter anderem zum Energieverbrauch bei.
Der Energieverbrauch eines IoT-Geräts wird maßgeblich durch die Kommunikations- und Systemkonfiguration bestimmt. Besonders relevant sind dabei die Sendeintervalle, die bestimmen, wie häufig Daten übertragen werden. Der Aufbau eines Kommunikationskanals verbraucht häufig mehr Energie als das Übertragen etwas größerer Datenmengen. Je seltener Daten übertragen werden, desto länger kann das Gerät in energiesparenden Zuständen verbleiben, was die Batterielaufzeit erheblich verlängert. Daher ist eine sorgfältige Abstimmung der Kommunikationsintervalle entscheidend für die Effizienz des Gesamtsystems.
Ebenso wichtig sind die Schlafmodi des Geräts, also wie lange es sich in energiearmen Zuständen befindet, sowie die Dauer der Netzverbindung, insbesondere wie lange das Gerät aktiv im verbundenen Zustand (Connected Mode) bleibt. Eine optimale Abstimmung dieser Parameter ist entscheidend, um die Batterielaufzeit zu maximieren.
Die Qualität des Netzempfangs beeinflusst die Batterielaufzeit direkt, da die Module in energieintensivere Übertragungsmodi wechseln (Coverage Enhancement Modes), um die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, die Verbindung zum Empfänger auf der Gegenseite erfolgreich herzustellen.
Features wie z.B. Power Saving Mode (PSM), Enhanced Discontinuous Reception (eDRX) oder Wake-up Signal (WUS) reduzieren den Energieverbrauch von IoT-Geräten deutlich, indem sie Funkaktivitäten gezielt minimieren oder zeitlich steuern.
Energiesparfunktionen im IoT-Kontext sind spezielle Mechanismen, die den Energieverbrauch von Funkmodulen und Endgeräten reduzieren, ohne die grundlegende Konnektivität zu verlieren. Zu den wichtigsten Funktionen gehören Power Saving Mode (PSM), Extended Discontinuous Reception (eDRX), Long Periodic Tracking Area Updates (LP-TAU) und Wake-up Signal (WUS). Diese ermöglichen es Geräten, über lange Zeiträume in einen Tiefschlafmodus zu wechseln und nur in definierten Intervallen erreichbar zu sein. Dadurch wird der Stromverbrauch in Idle Mode erheblich reduziert, insbesondere bei Anwendungen mit seltenen Datenübertragungen.
3GPP-Standards definieren verschiedene Stromsparmechanismen zur Optimierung des Connected Mode, insbesondere um die Energieeffizienz von IoT- und mobilen Endgeräten zu verbessern. Dazu gehören Funktionen wie Connected-mode Discontinuous Reception (cDRX), bei der das Gerät nur in definierten Zeitfenstern auf Signale hört, sowie der Release Assistance Indicator (RAI), mit dem das Endgerät dem Netz signalisiert, dass die aktuelle Verbindung nach Abschluss der Datenübertragung schnell beendet werden kann. Diese Mechanismen reduzieren unnötige Funkaktivität, senken den Energieverbrauch im verbundenen Zustand und verlängern damit die Batterielaufzeit erheblich.
O2 Business bietet maßgeschneiderte IoT-Expertenworkshops an, in denen IoT-Experten aufzeigen, wie sich die Konfiguration von Stromsparfunktionen optimal an die Kommunikationsanforderungen Ihrer Anwendung anpassen lässt, um gleichzeitig die Batterielaufzeit zu maximieren.
Die Qualität des empfangenen NB-IoT- bzw. LTE-M-Signals am Standort des Geräts beeinflusst massiv den Energieverbrauch des IoT Geräts und wirkt direkt auf seine Batterielaufzeit.
NB-IoT und LTE-M nutzen zur Datenübertragung verschiedene Betriebsmodi, die als Coverage Enhancement (CE)-Levels bezeichnet werden. Diese Stufen dienen dazu, eine verschlechterte Funkverbindung (Link Budget) schrittweise entgegenzuwirken, indem entweder Paketwiederholungen eingesetzt werden, bei denen identische Daten mehrfach gesendet werden, um die Empfangswahrscheinlichkeit zu erhöhen. Parallel wird auf leistungsadaptierte Übertragungen verzichtet und stattdessen mit maximaler Sendeleistung gearbeitet.
Die Auswahl und Steuerung dieser Mechanismen erfolgt vollständig im Funkmodul, sodass Anwendungsentwickler darauf keinen direkten Einfluss haben. Zudem unterscheiden sich die Schwellenwerte für die CE-Level-Zuordnung zwischen verschiedenen Netzbetreibern und Ländern, was bedeutet, dass sich das Energieverhalten der Geräte beim nationalen oder internationalen Roaming deutlich verändern kann. Insbesondere in höheren CE-Stufen steigen durch mehr Wiederholungen und längere Sendezeiten der Energieverbrauch und damit auch der Einfluss auf die Batterielaufzeit erheblich.
Bei CE-Level 1 und CE-Level 2 (typisch für NB-IoT) wird das Netz durch unterschiedliche Maßnahmen zur Reichweitenverlängerung genutzt: CE-Level 1 arbeitet mit maximale Sendeleistung und weniger Wiederholungen, während CE-Level 2 für besonders schwierige Empfangssituationen deutlich mehr Wiederholungen erfordert. Dadurch steigt die aktive Funkzeit des Moduls erheblich und die Latzenzzeiten für die Kommunikation, was den Energieverbrauch stark erhöht und sich direkt negativ auf die Batterielaufzeit auswirkt.
Kosten der Migration von 2G
Attraktive IoT-Standardtarife von O2 Business
Standard- vs. individuelle M2M-Tarife beeinflussen die Gesamtkosten stark.
Tarifmodelle spielen eine entscheidende Rolle bei den Gesamtkosten einer IoT-Lösung. Insbesondere im M2M/IoT-Bereich unterscheiden sich Standardtarife und kundenindividuelle Tarife erheblich hinsichtlich Preisstruktur, Flexibilität und Skalierbarkeit.
Während Standardtarife für kleinere Deployments ausreichend sein können, bieten individuelle M2M-Tarife oft Vorteile bei großen Gerätemengen, internationalem Roaming oder spezifischen Datenprofilen. Die Wahl des richtigen Tarifmodells hat daher direkten Einfluss auf die langfristigen Betriebskosten. Weitere Informationen zu den IoT-Tarifen von O2 Business finden Sie online.
Europäische Zertifizierungsvorgaben für IoT-Lösungen
Neue regulatorische Anforderung sind während der letzten Jahre in der EU eingeführt worden.
Zertifizierungskosten können bei der Migration steigen, da neue Technologien häufig aktualisierte regulatorische Anforderungen erfüllen müssen. Dazu gehören unter anderem Funkzulassungen, Sicherheitsstandards und länderspezifische Konformitätsprüfungen.
Bei einem Wechsel von 2G auf LTE-basierte oder 5G-Technologien müssen Geräte in vielen Fällen erneut zertifiziert werden, insbesondere wenn neue Funkmodule, Frequenzbänder oder Hardwarekomponenten eingesetzt werden. Dies kann zusätzlichen Zeit- und Kostenaufwand verursachen.
Cybersecurity gewinnt im IoT-Umfeld zunehmend an Bedeutung, insbesondere im Kontext neuer regulatorischer Anforderungen wie der Radio Equipment Directive (RED), die verbindliche Sicherheitsanforderungen für Funkanlagen festlegt. Ziel ist es, Geräte besser vor unbefugtem Zugriff, Datenmissbrauch und Manipulation zu schützen und ein höheres Sicherheitsniveau über den gesamten Lebenszyklus hinweg sicherzustellen. Relevante Standards in diesem Zusammenhang sind insbesondere ETSI EN 303 645 für Consumer-IoT-Geräte, der grundlegende Sicherheitsanforderungen wie sichere Voreinstellungen und Update-Mechanismen definiert, sowie die kommende EN 18031, die eine harmonisierte europäische Grundlage für Cybersecurity-Anforderungen im Rahmen der RED schaffen soll.
O2 Business bietet gemeinsam mit DEKRA, dem weltweit führenden Prüf-, Inspektions- und Zertifizierungsunternehmen, einen Workshop zur IoT-Sicherheit an. Bitte kontaktieren Sie uns, um mehr darüber zu erfahren.
Software, Firmware und Datenhandling
Im Falle einer Migration auf LTE-M oder NB-IoT ist dies sehr wahrscheinlich, insbesondere im Hinblick auf die Kommunikations-Stacks.
Bei der Migration von 2G auf moderne IoT-Technologien ändern sich insbesondere die zugrunde liegenden Kommunikationsmechanismen, Netzcharakteristiken und teilweise auch die verfügbaren Netzwerkdienste.
Am stärksten betroffen sind die Kommunikations-Stacks, also die Softwareebene, die den Datenaustausch zwischen Gerät, Netz und Backend steuert. Je nach Zieltechnologie (z.B. LTE-M, NB-IoT, LTE oder 5G) können Anpassungen erforderlich sein, um Performance, Energieverbrauch und Zuverlässigkeit optimal zu gestalten.
Während 2G vergleichsweise flexibel ist und auch häufigere Übertragungen sowie größere Datenmengen unterstützt, sind NB-IoT und LTE-M auf energieeffiziente, sporadische Kommunikation mit meist kleineren Nutzdaten (Payloads) ausgelegt. Typischerweise werden Daten seltener und stärker gebündelt übertragen, um Signalisierungsaufwand und Energieverbrauch zu minimieren. Zudem spielt bei NB-IoT/LTE-M die Optimierung von Verbindungsaufbau und Schlafzyklen eine deutlich größere Rolle, wodurch sich Anwendungen und Protokolle oft an diese restriktiveren, aber effizienteren Kommunikationsmuster anpassen müssen.
Protokollumstellung für Schmalband-Anwendungen
Im Falle einer Migration auf NB-IoT oder NB-NTN (Narrowband Non-terrestrial Networks / Satellite IoT) muss die bisherige TCP-basierte Kommunikation über MQTT oder HTTP mit entweder CoAP oder UDP angepasst werden.
Im Zuge der Migration können verschiedene Kommunikationsprotokolle betroffen sein, insbesondere solche, die für IoT-Datenübertragung genutzt werden. Dazu gehören unter anderem MQTT und HTTP, die standardmäßig für Cloud-Anbindungen und Messaging verwendet werden. Auch proprietäre oder kundenspezifische Protokolle müssen unter Umständen angepasst werden, insbesondere wenn sie stark an 2G-spezifische Kommunikationsprofile gebunden sind. Ziel ist es meist, die Protokolle effizienter an IP-basierte, paketorientierte Mobilfunknetze anzupassen.
IoT Data Ready-Broker für „Plug-and-Play“
Broker sind Middleware zur Verbindung von Geräten mit Cloud-Plattformen; sie ermöglichen eine erhöhte Skalierbarkeit, Flexibilität und Zuverlässigkeit der IoT-Kommunikation.
Ein Broker-Service übernimmt im IoT-Umfeld die Rolle einer zentralen Vermittlungs- und Integrationsschicht zwischen Geräten, Netz und IT-Systemen. Am Beispiel des Kite-Plattform „IoT Data Ready“ von O2 Business bedeutet das: IoT-Gerätedaten werden nicht mehr direkt und individuell in unterschiedliche Backend-Systeme integriert, sondern zunächst über den Broker standardisiert erfasst, aufbereitet und weitergeleitet. Diese Drehscheibe ermöglicht die schnelle Integration von NB-IoT-Geräten, die über UDP kommunizieren, in ein Backend, das für HTTPS-Kommunikation ausgelegt ist.
Der Vorteil liegt vor allem in der Entkopplung und Vereinfachung der Architektur. Unternehmen müssen sich nicht um komplexe Schnittstellen, Protokollvielfalt oder Skalierung kümmern, sondern erhalten Daten in einem konsistenten Format, das sich leicht in Cloud- oder Unternehmenssysteme integrieren lässt. Gleichzeitig ermöglicht ein Broker-Service Funktionen wie Datenfilterung, Protokollübersetzung und Sicherheitsmechanismen, was Entwicklungsaufwand reduziert und die Time-to-Market deutlich verkürzt.
