NB-IoT Technologie-Lösungen

Was ist NB-IoT?

NB-IoT (Narrowband IoT) ist ein Mobilfunkstandard für das Internet der Dinge, entwickelt von der 3GPP und Teil der LTE- und 5G-Familie. Er nutzt ein schmales Frequenzband von 200 kHz im lizenzierten Spektrum der Netzbetreiber und ist auf wenige Daten, sehr geringen Energieverbrauch und hohe Reichweite ausgelegt. Gegenüber klassischem Mobilfunk erreicht NB-IoT deutlich tiefer in Gebäude hinein, etwa in Keller und Schächte. Stromsparmodi wie PSM und eDRX lassen das Modul die meiste Zeit schlafen.

Wofür man NB-IoT im IIoT einsetzt

NB-IoT ist gemacht für stationäre, batteriebetriebene Geräte, die in größeren Abständen kleine Datenmengen melden, und zwar an Orten, an denen es keine eigene Netzinfrastruktur gibt. Typische Beispiele sind Smart Metering für Gas, Wasser und Wärme, Füllstandsüberwachung von Tanks, Containern und Silos beim Kunden, Zustandsmeldungen von verteilten Anlagen wie Pumpstationen oder Ladesäulen und die Überwachung von Behältern und Mehrwegladungsträgern an festen Standorten. Der Vorteil: Das Gerät wird eingeschaltet und ist online, ohne Gateway und ohne Absprache mit der IT vor Ort.

NB-IoT, LTE-M oder LoRaWAN?

LTE-M ist der zweite Mobilfunkstandard für IoT. Er bietet höhere Datenraten, geringere Latenz und nahtlose Übergabe zwischen Funkzellen, eignet sich daher für bewegte Objekte und für Firmware-Updates über die Luft. NB-IoT ist sparsamer und dringt tiefer in Gebäude ein, ist aber für mobile Geräte nur eingeschränkt geeignet. LoRaWAN wiederum betreibt man als eigenes Netz ohne Gebühren je Gerät, muss aber selbst für die Abdeckung sorgen. Viele Module unterstützen NB-IoT und LTE-M gleichzeitig.

So ist eine NB-IoT-Lösung aufgebaut

Das Gerät besteht aus Sensor, Mikrocontroller, NB-IoT-Modul, Batterie und einer SIM-Karte oder eingebetteten eSIM. Es wacht zu festen Zeiten oder bei einem Ereignis auf, misst, sendet seine Daten über die nächste Funkzelle und schläft wieder ein. Der Netzbetreiber leitet die Nachricht an einen Server weiter, meist per UDP, CoAP oder MQTT-SN, von wo aus sie in die eigene IoT-Plattform gelangt. Eine SIM-Verwaltung im Portal des Anbieters zeigt, welche Geräte aktiv sind und wie viel Datenvolumen sie verbrauchen.

Worauf man bei der Auswahl achten sollte

Vor dem Rollout sollte die Netzabdeckung am konkreten Einbauort geprüft werden, nicht nur auf der Karte des Netzbetreibers. Wichtig sind außerdem das Tarifmodell, also Datenvolumen, Laufzeit und ob Roaming ins Ausland nötig ist, sowie die Frage, welche Netze ein Modul unterstützt. Für Geräte, die viele Jahre im Feld bleiben, zählen Batteriekapazität, Sendeintervall und die Möglichkeit, Firmware aus der Ferne zu aktualisieren. Und schließlich: Wo landen die Daten? Plattformen der Netzbetreiber oder eigene Backends per MQTT oder CoAP sind beide möglich.