Funktechnologien für industrielle IoT-Anwendungen

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Die drei Standards für mobile Applikationen

Handelt es sich um eine mobile Applikation, die mit der Cloud kommunizieren soll, müssen Langstreckenfunktechnologien als Gateway zum World Wide Web und der Cloud zum Einsatz kommen. Hier existieren verschiedene Standards von GSM/GPRS bis hin zu den Klassen des LTE, der 4. Generation

Zur Verfügung stehen folgende Standards.

• GSM (Global System for Mobile Communication) ist mit einer Datenrate von maximal 86 Kbps im Download und 43 Kbps im Upload der etablierte Standard für industrielle Applikationen. Wegen der geringen Datenraten und der Befürchtung, dass die vier Frequenzen 850, 900, 1800 und 1900 MHz in fünf bis zehn Jahren abgeschaltet werden, ist diese Technologie für Applikationen mit einer langen Lebensdauer jedoch nicht geeignet. Der Feldeinsatz bei neuen Gerätegenerationen verlangt oft nach einer Langzeitverfügbarkeit von bis zu zehn Jahren im Feld.

• UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) ist als Zwischenschritt zu LTE zu sehen. Diese Technologie ist aufgrund ihrer Bandbreite und der mittlerweile sehr günstigen Preise der Module die richtige Wahl, zudem sind die meisten Module zu GSM/GPRS rückwärts kompatibel. Allerdings müssen die Provider die Zellen dieser Technologie weiterhin pflegen, was jedoch nur sehr begrenzt der Fall ist. Es ist eine inoffizielle Tatsache, dass UMTS schneller dem LTE weichen wird als GSM/GPRS. Dies ist unter anderem der Tatsache geschuldet, dass sich sehr viele Sicherheits-, Tracking- und Tracing- sowie Fernwartungsapplikationen des GPRS-Standards bedienen.

• Die LTE-Technologie zeichnet sich als die zukunftsträchtigste Lösung ab, jedoch ist sie ohne Fallback nicht kompatibel mit GSM/GPRS oder UMTS. Die Verbreitung in ländlichen Regionen ist zudem noch sehr gering und die Preise liegen derzeit bis zum Faktor 8 höher als bei den GSM-Modulen. Verfügbare Derivate des CAT1 mit einer Datenrate von bis zu 21 Mbps im Download und 4,7 Mbps im Upload reichen heute oftmals aus. Der Nutzer muss hierbei entscheiden, ob der Schwerpunkt auf die Download- oder die Upload-Geschwindigkeit gelegt wird. Für sicherheitstechnische Applikationen, Messeinrichtungen und Industriesteuerungen ist nach jetzigen Erfahrungswerten der Upload die elementare Größe.

Entwickelt sich LTE zum Standard der Zukunft?

In Anbetracht der Tatsache, dass in der Vergangenheit nur einige Bit wie zum Beispiel bei der Übertragung von Temperatur oder faktischen Zuständen übertragen wurden und somit ein Upload von bis zu 42,8 Kbps ausreichte, sprechen wir in der Zukunft über exorbitant höhere Datenraten. Diese stehen bei LTE CAT6 mit bis zu 300 Mbps im Download und 50 Mbps im Upload zur Verfügung.

Ein besonders passendes Beispiel hierfür ist das Babyphone: Reichte es in der Vergangenheit aus, nur Töne zu übermitteln, werden heute ganze Videosequenzen und Sensordaten mit übertragen.

Aus diesem Grund haben sich Hersteller wie zum Beispiel Fibocom, der nach TS16949 zertifiziert ist, auf Module mit einer langen Lebensdauer der Standards von GSM bis LTE spezialisiert.

Gerade bei IoT-Anwendungen findet eine rege Kommunikation zwischen der Cloud und der Industriesteuerung statt. Der Datendurchsatz beträgt ein Vielfaches. Der Weg für zukünftige Anwendungen führt daher wohl in Richtung LTE. Dies war nicht nur der Tenor des diesjährigen Wireless Congresses in Barcelona, wo ein Unternehmen bereits Messgeräte für die 5. Generation vorstellte, sondern es zeigt sich auch in vielen Gesprächen mit Anwendern.

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* Stefan Koltes ist Business Development Manager bei der Endrich Bauelemente Vertriebs GmbH

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