NB-IoT und sein Nutzen für Unternehmen
17.01.2023
Narrowband-IoT (NB-IoT) verbindet als besonders stromsparender Funkstandard Endgeräte im Internet der Dinge. Die Schmalband-Technik spart dabei enorme Kosten ein. Wie NB-IoT funktioniert und wo sein Einsatz für Unternehmen Mehrwert bringt, lesen Sie hier.
NB-IoT: Schmales Band für mehr Effizienz
Narrowband-IoT (deutsch: Schmalband-IoT) ist ein Mobilfunknetz, das speziell auf das Internet der Dinge ausgelegt ist. Es zielt darauf ab, die Konnektivität für IoT-Geräte zu optimieren, die jeweils nur kleine Datenübertragungen (bis zu 1 MBit/s) benötigen, dafür jedoch eine breite Netzabdeckung erfordern.
NB-IoT wurde 2016 vom Third Generation Partnership Project (3GPP) als LPWA-Technologie („Low-Power Wide-Area“) ins Leben gerufen. Es beansprucht schmalere Bandbreiten und ist somit imstande, mehr Geräte und Fläche pro Funkzelle abzudecken als die Mobilfunkstandards 3G oder 4G.
Narrowband-IoT nutzt dafür LTE-Technologie und ungenutzte Frequenzen im lizensierten Bandbereich. Während bei LTE hohe Datenmengen in kurzer Zeit übertragen werden, liegen bei NB-IoT Zuverlässigkeit, möglichst kurze Latenzen und Stromeinsparung im Fokus. So arbeiten Unternehmen, die NB-IoT nutzen, nicht nur effizienter, sondern auch besonders kostengünstig.
Die Datenraten, die mit LTE möglich sind, variieren je nach Entwicklungsstand (LTE-Version – 3GPP Release) und Gerätekategorie (CAT – der technische Stand des verwendeten Endgeräts).
Narrowband-IoT bespielt spezielle LTE-Kategorien: die veralteten Kategorien LTE CAT 0 und CAT 1 sowie die neueren Kategorien, die gleichzeitig auch als Synonym für NB-IoT verwendet werden, LTE CAT NB1 und das Upgrade LTE CAT NB2.
NB-IoT wurde im Zuge von 3GPP-Release 13 durch den IoT-Funkstandard LTE-M (Machine Type Communication) ergänzt (Versionen: LTE CAT M1 / LTE CAT M2). 2017 führte die 3GPP den Standard LTE CAT LB2 ein, was den Stromverbrauch bei IoT-Anwendungen noch weiter reduzierte und die Datenkonnektivität verbesserte.
Die Vorteile auf einen Blick
Im Vergleich zu den Mobilfunkstandards 3G, 4G und 5G werden bei NB-IoT zwar weniger hohe Datenmengen übertragen und geringere Geschwindigkeiten erzielt, allerdings liegen die Vorteile der Technologie für Unternehmen dennoch klar auf der Hand.
NB-IoT ...
ist sehr energiesparend.
führt zu extrem langen Akkulaufzeiten genutzter Mobilfunkgeräte (bis zu 10 Jahre).
läuft mit sehr preiswerten Chipsätzen.
verfügt über eine sehr gute Netzabdeckung.
liefert eine stabile Funkverbindung, die nicht anfällig für Störungen ist.
sorgt für eine gute Gebäudedurchdringung.
Besonders das geringe Frequenzspektrum bei NB-IoT bedingt diese Vorteile. Denn schmalere Frequenzbänder bedeuten automatisch, dass die IoT-Anwendungen, die Ihr Unternehmen nutzt, weniger Energie benötigen. Dadurch verlängert sich ebenfalls die Akkulaufzeit der Geräte und es entstehen geringere Kosten.
NB-IoT verbessert zudem automatisch die Signalabdeckung innerhalb der Funkzelle, indem es Übertragungen wiederholt. Der Funkstandard versorgt bis zu hundertmal mehr Geräte pro Funkzelle als noch GSM (Global System for Mobile Communication) der zweiten Generation des Mobilfunks (2G). Das alles schafft nicht nur Reichweite, sondern auch zuverlässige Übertragung.
Industrieunternehmen, die auf die Vernetzung durch das Industrial Internet of Things (IIoT) setzen, können besonders von den Vorteilen beim Einsatz von NB-IoT profitieren. Letztlich ermöglichen die geringen Investitionskosten von Narrowband überhaupt erst eine breite Nutzung von NB-IoT in der Industrie 4.0.
Anwendungsbeispiele: Wo kommt NB-IoT zum Einsatz?
Das Internet der Dinge (IoT) unterstützt mittlerweile branchenübergreifend Unternehmen dabei, effizienter und vor allem intelligenter zu wirtschaften. Überall, wo Geräte und Sensoren miteinander verbunden werden sollen, kann daher auch Narrowband-IoT zum Einsatz kommen. NB-IoT dient auf diese Weise als stromsparender Funkstandard, etwa bei
Ob Sprinkleranlagen und Sensoren auf landwirtschaftlich genutzten Flächen oder Parkuhren im Sinne einer „Smart City“ miteinander verbunden werden sollen: NB-IoT dient als zuverlässiges und flexibel einsetzbares Funknetz.
Während die Datenübertragung von 127 KBit/s (LTE CAT NB2) im Downstream für Machine-to-Machine-Anwendungen (M2M) völlig ausreicht, stößt NB-IoT bei einigen smarten Anwendungen jedoch an seine Grenzen. Besonders bemerkbar ist dies bei gewissen IoT-Anwendungen, die Mensch und Maschine oder sich bewegende Geräte und Sensoren vernetzen und dafür mittlerweile höhere Datenraten bei ebenfalls hoher Reichweite beanspruchen. Erweiterungen für NB-IoT, wie z. B. LTE-M (Machine Type Communication), können eine Lösung dafür sein.
LTE-M für höhere IoT-Datenraten
LTE-M (oder LTE CAT M1/M2) besitzt eine etwas größere Reichweite als NB-IoT und bietet dank eines breiteren Frequenzbands zwischen typischerweise 1,4 und 5 MHz eine bessere Datenrate. Im Vergleich: Narrowband-IoT sendet zwar ebenfalls auf der LTE-Frequenzen, besitzt aber nur eine Bandbreite von 200 KHz.
Die schnellere Datenübertragung mit LTE-M wird vor allem bei Echtzeitanwendungen benötigt, beispielsweise wenn Sprachsteuerung verwendet wird oder Bewegungen getrackt werden sollen. LTE-M bietet im Gegensatz zu NB-IoT mit einer möglichen Verzögerung von 10 Sekunden gerade einmal eine Latenz von 15 Millisekunden. LTE-M schließt also die Lücke zwischen den vergleichsweise winzigen Datenmengen, die mit geringer Geschwindigkeit über Schmalband-IoT übertragen werden, und den breitbandintensiven 5G-Anwendungen.
Narrowband-IoT im Überblick
ist ein speziell auf das Internet der Dinge (IoT) ausgelegtes Mobilfunknetz, das durch schmale Frequenzbänder Energie spart.
fokussiert sich auf stabile Funkverbindungen zwischen Maschinen und Sensoren, hohe Reichweiten und gute Gebäudedurchdringung.
basiert auf LTE-Technologie und nutzt abgespeckte LTE-Frequenzen – sie wird daher auch als LTE CAT NB1 oder LTE CAT NB2 bezeichnet.
spart durch weniger Energieverbrauch und längere Akkulaufzeiten Kosten ein und unterstützt Unternehmen besonders effizient bei M2M-Anwendungen.
wurde durch LTE-M (Machine Type Communication) ergänzt, um noch höhere Reichweiten zu erzielen.
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Häufig gestellte Fragen
Narrowband-IoT nutzt LTE-Frequenzen, allerdings mit schmaleren Frequenzbändern („Schmalband-IoT“) als es bei herkömmlichen Mobilfunkstandards üblich ist. Das ist möglich, da die Funkverbindungen zwischen Maschinen und Sensoren weit weniger Datengeschwindigkeit und -volumen benötigen. Daher ist der Einsatz eines NB-IoT-Netzes nicht nur energieeffizienter, sondern auch kostengünstiger.
Das kommt ganz auf den Anbieter und den gewählten Tarif an. NB-IoT-Chipsätze sind in der Regel vergleichsweise günstig. Hier sollte allerdings zwischen privatem und gewerblichem Gebrauch unterschieden werden: Beim IoT-Tarif sind Einsatzumfang und -dauer für die anfallenden Kosten maßgebend.
NB-IoT kann in vielen Bereichen zum Einsatz kommen, wo Geräte und Sensoren miteinander verbunden werden sollen. Ein Beispiel ist die Vernetzung zwischen Parkleitsystemen und -uhren, Ampeln oder Laternen mit Sensoren („Smart City“) sowie die Vernetzung zwischen Geräten in einem Gebäude („Smart Building“). In der Industrie verbindet NB-IoT beispielsweise Produktionsmaschinen miteinander.
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