Wenn Sie sich für IoT interessieren oder Ihr Unternehmen Daten über ein 2G- oder 3G-Netz überträgt und Weiterentwicklungen plant, sollten Sie die aktuellen LTE-Technologien kennen. Für IoT-Anwendungen sind insbesondere drei Standards zu betrachten: NB-IoT (Narrowband IoT, NB1), Cat-M1 (auch LTE-M oder eMTC) und LTE Cat-1.
NB-IoT
Diese LPWAN-Technologie ist für IoT-Geräte mit geringem Bandbreitenbedarf ausgelegt. Sie ist kostengünstig, verbessert die Gebäudeabdeckung und verbraucht weniger Energie, was gegenüber anderen bestehenden Mobilfunkstandards eine längere Batterielebensdauer ermöglicht. Sie eignet sich besonders für einfache IoT-Geräte, die kleine Datenmengen in Abständen übertragen und bei denen die Latenz keine entscheidende Rolle spielt.
Die Technologie bietet große Reichweite und gute Signaldurchdringung und eignet sich daher für weite Entfernungen sowie Innen- und Untergrundanwendungen. NB-IoT lässt sich hier jedoch nur für stationäre IoT-Anwendungen einsetzen, da es keinen Zellwechsel zwischen Basisstationen unterstützt.
Zu den Anwendungen zählen intelligente Gas-, Wasser- und Stromzähler, Smart-City-Anwendungen wie Straßenbeleuchtung und Parksensoren sowie Fernsensorik, die weder häufig noch große Datenmengen überträgt. Dazu gehören Heizungs-, Lüftungs- und Klimasteuerung, industrielle Überwachung und landwirtschaftliche Sensoren zur Bewässerungsüberwachung und Leckerkennung.
Cat-M1
Cat-M1, auch LTE-M oder eMTC, ist ebenfalls eine LPWAN-Technologie. Die Bandbreite reicht aus, um viele bisherige 2G- und 3G-IoT-Anwendungen zu ersetzen. Anders als NB-IoT unterstützt Cat-M1 den Zellwechsel und damit mobile Anwendungen wie Objektverfolgung und Flottenmanagement. Es unterstützt außerdem Sprache, etwa in medizinischen Notrufgeräten und Hausalarmsystemen, bei denen die direkte Verständigung wichtig ist.
Der Datendurchsatz reicht für Firmware-, Software- und Sicherheitsupdates bis hin zu einem vollständigen Linux-Betriebssystem, was bei NB-IoT schwierig ist. Zugleich ist der Energieverbrauch fast so niedrig wie bei NB-IoT.
Geeignete Anwendungen sind Wearables wie Fitnessarmbänder und Smartwatches, Geldautomaten, Objektverfolgung, Gesundheitsüberwachung und Alarme. Überschneidungen mit NB-IoT bestehen bei intelligenten Zählern und industrieller Überwachung.
Was ist Cat-1?
Cat-1 ist etwas älter, aber weiterhin aktuell.
Cat-1 kann einige der energiearmen Anwendungen von NB-IoT und Cat-M1 bedienen, zugleich aber höhere Bandbreitenanforderungen erfüllen. Im Gegenzug verbraucht es mehr Energie und hat wegen der geringeren Empfindlichkeit eine etwas kürzere Signalreichweite als NB-IoT und Cat-M1.
Cat-1 unterstützt Sprache und mobile IoT-Anwendungen und bietet einen Migrationspfad für 2G und 3G, etwa bei Objektverfolgung, intelligenten Zählern und Fernsensoren.
Weitere Anwendungen sind Wearables, POS-Terminals, Geldautomaten, Verkaufskioske, Videoüberwachung, vernetzte Gesundheitsversorgung, Unterhaltungselektronik und bestimmte Fahrzeugtelematikdaten. Auch geteilte Mobilität wie Fahrrad- und Rollerverleih sowie anspruchsvolle IoT-Geräte wie digitale Anzeigen und autonome Lieferdrohnen werden unterstützt.
Für die Anforderungen künftiger autonomer Fahrzeuge ist Cat-1 jedoch nicht schnell genug. Bei höherem Bandbreitenbedarf eignen sich LTE Cat-4 oder LTE-A Cat-6 besser, etwa für Videoüberwachung, Echtzeitvideo, Fahrzeug-Hotspots und Infotainment.
Künftige 5G-Mobilfunknetze bieten die hohen Datenraten und niedrigen Latenzen, die autonome Fahrzeuge, Fernoperationen im Gesundheitswesen und weitere Anwendungen mit hohem Bandbreitenbedarf benötigen.
Praxis und aktuelle Grenzen von NB-IoT und Cat-M1 (LTE-M)
Forscher erwarten eine stetige Verbreitung von NB-IoT- und Cat-M1-Geräten, wenn in den nächsten Jahren mehr Betreiber diese Technologien einführen.
Laut dem Ericsson Mobility Report vom November 2019 sollen NB-IoT und Cat-M1 bis Ende 2025 52 % aller Mobilfunk-IoT-Verbindungen ausmachen. In einer separaten Studie prognostiziert ABI Research, dass beide Technologien bis 2026 einen Anteil von 60 % an 3,6 Milliarden LPWAN-Verbindungen erreichen.
LTE-Advanced Cat-6
Weitere Informationen finden Sie in unserem früheren Artikel.
Welche Kategorie ist die beste Wahl?
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Quelle: IoT For All: NB-IoT und Cat-M1 im Vergleich zu Cat-1