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02.01.2018 - 15:14
Maschinen-Netz

Narrowband IoT: Telekom- und Vodafone-Netz mit 250 kBit/s

Kuhställe, Keller und Parkplätze werden vernetzt

Wer sich mit der Weiterentwicklung der Mobilfunknetze beschäftigt, denkt oft nur an einen höheren Downstream für Videostreaming in hoher Auflösung. Doch wenn es um die Vernetzung von Maschinen und Sensoren geht, treten ganz andere Probleme auf: Zum Einen durchdringen Mobilfunksignale auf diversen Frequenzbereichen dicke Mauern oft nicht. Und zum Anderen kann man bei einem Sensor nicht jeden Tag die Batterie laden wie bei einem Smartphone.

Seit Jahren experimentieren die Mobilfunker daher mit dem bereits 2015/2016 von der 3GPP verabschiedeten Standard Narrowband IoT. Während o2 noch mit Labortests beschäftigt ist, bieten die Telekom und Vodafone bereits erste kommerzielle Dienste an und forcieren den Netzausbau dieser Schmalband-Netze. Guter Indoor-Empfang und geringer Energieverbrauch

Vodafone Moocall: Narrowband IoT im Kuhstall

Vodafone Moocall: Narrowband IoT im Kuhstall
Bild: Vodafone

Wie gesagt: Bei Narrowband IoT geht es nicht um Smartphones, Multimedia und hohe Downstreamraten, sondern um ein zuverlässiges schmalbandiges Netz, das auch dicke Mauern durchdringt und von den "Netzteilnehmern" wie Maschinen und Sensoren keinen hohen Energieaufwand erfordert. Narrowband-IoT-kompatible Sensoren sollen mit einer Batterie mehrere Jahre funktionieren - laut Vodafone sogar bis zu 10 Jahre.

Um wirklich auch hinter dicke Mauern und in Keller zu kommen, nutzen die Netzbetreiber für Narrowband IoT beispielsweise den Frequenzbereich um 800 MHz. Narrowband IoT kann in Frequenzblöcken eines bestehenden LTE-Netzes implementiert werden. Darüber hinaus besteht laut der 3GPP die Möglichkeit, ehemalige GSM-Kanäle für Narrowband IoT umzuwidmen. Diese konkreten Nutzungsszenarien gibt es Zusammen mit Huawei führte die Telekom einen Narrowband-IoT-Feldversuch in einem kommerziellen Netz durch. Die erste Anwendung ist ein voll funktionsfähiges Parkplatz-Bewirtschaftungssystem in Hamburg und Dortmund, bei dem Sensoren in den Parkplätzen mit Autofahrern über eine App kommunizieren, die die Autofahrer zu freien Parkplätzen führt. Inzwischen hat die Telekom nach eigenen Angaben das Ende-zu-Ende-System für Schmalband-Kommunikation in ihren Netzen in Deutschland, Griechenland und den Niederlanden freigeschaltet, in Deutschland allerdings noch nicht flächendeckend.

Ein sinnvolles Einsatzgebiet für NB-IoT ist Smart Metering. Denn Strom-, Wasser- und Gaszähler sind oft in Kellern mit dicken Mauern angebracht. Im Gegensatz zu intelligenten Stromzählern sind Gas- und Wasserzähler aber nicht an das Stromnetz angeschlossen. Narrowband-IoT-Module mit Batteriebetrieb benötigen keine separate Stromversorgung, bieten eine hohe Gebäudedurchdringung und sorgen so selbst in Bereichen mit schlechtem Mobilfunkempfang für eine stabile, schmalbandige Verbindung. Der Energieanbieter und das Wasserwerk können die Zähler dann aus der Ferne auslesen. Vernetzter Kuhstall und Wand mit Geruchssinn Auch Vodafone hat auf seinem Narrowband-IoT-Netz bereits erste Dienste realisiert. Mehr als 62 Millionen Geräte und Maschinen funken nach Netzbetreiber-Angaben bereits im Internet der Dinge. Neben unterirdisch funkenden Wasserzählern und vernetzten Mülleimern hält Narrowband IoT auch im Kuhstall Einzug. "Moocall" ist ein vernetzter Sensor am Schwanz einer schwangeren Kuh, der den Landwirt benachrichtigt, wenn die Geburt des Kälbchens bevorsteht. Laut Vodafone konnten Bauern und Tierärzte durch frühzeitiges Eingreifen bei der Geburt so schon das Leben von rund 5000 Kälbern weltweit retten.

Sensoren, die auf den landwirtschaftlichen Feldern über, auf und unter der Erde positioniert werden, messen Wasserverfügbarkeit, Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit und den Stickstoffgehalt. Dadurch kann der Landwirt den perfekten Erntezeitraum ermitteln. Noch im Labor entwickelt Vodafone eine Wand, die illegale Sprayer riechen kann. Der Graffiti-Detektor besteht aus einem Sensor, der winzige Farbpartikel und Treibgase der Graffiti-Farbe erfasst. Damit kann direkt beim Beginn der Spray-Aktion ein Alarm abgesetzt werden oder der Sprayer wird durch ein Alarmsignal direkt vor Ort verscheucht.

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