Konnektivität ist die Grundlage des IoT, und es ist keine Übertreibung zu sagen, dass die gewählte Drahtlostechnologie einen tiefgreifenden Einfluss auf den Erfolg eines IoT-Projekts haben kann. Hier sind vier neue IoT-Konnektivitätsstandards, die die digitale Landschaft im Jahr 2020 und darüber hinaus prägen werden.
1.5G
Die neuesten Mobilfunkstandards sind ein heißes Thema. Obwohl Telekommunikationsbetreiber in mehreren Ländern seit Mitte 2019 nacheinander die Einführung von Mobilfunknetzen der nächsten Generation, nämlich 3GPP Release 16, angekündigt haben, ist die "umfassende 5G-Vision" noch nicht verwirklicht. Die Version 16, die bis Ende 2020 fertiggestellt werden soll, wird wesentliche Verbesserungen für die Ultra-Reliable Low Latency Communications (URLLC) beinhalten. Darüber hinaus wird sie im Rahmen der Roadmap "5G Efficiency" eine Reihe von Verbesserungen einführen, darunter die Verringerung von Netzüberlastungen, die Verbesserung der Energieeffizienz und die Steigerung der Mobilität.
Neben seiner etablierten Rolle auf dem Markt für Verbrauchermobilität gilt 5G auch als wichtiger Katalysator für andere aufkommende Technologietrends wie Augmented/Virtual Reality und vernetzte Autos. Die Technologie bietet zuverlässige und allgegenwärtige Konnektivität für das Internet der Dinge in städtischen Gebieten und wird eine wichtige Rolle bei Innovationen in der Telemedizin sowie bei der öffentlichen Sicherheit und missionskritischen Kommunikation spielen.
Was das industrielle Internet der Dinge betrifft, so ist 5G ein zentraler Wegbereiter für zeitkritische Netzwerke für die Fabrikautomatisierung. Mit der Einführung proprietärer 5G-Implementierungen versuchen die Mobilfunkbetreiber, den wachsenden Bedenken der industriellen Nutzer in Bezug auf Sicherheit und Dateneigentum Rechnung zu tragen. Die hohen Kosten und die erst im Entstehen begriffene Hardware-Unterstützung (z. B. für Basisstationen) lassen jedoch immer noch ein großes Fragezeichen hinter den geschäftlichen Anwendungsfällen proprietärer 5G-Netze zurück.
2. Standardisiertes Weitverkehrsnetz mit niedriger Leistung (LPWAN)
Low-Power-Wide-Area-Networks (LPWANs) sind für Endgeräte mit geringer Bandbreite und geringer Rechenleistung konzipiert, um energieeffiziente und kostengünstige IoT-Konnektivität in großen, dichten Umgebungen zu ermöglichen. Keine andere Wireless-Kategorie übertrifft derzeit LPWAN in Bezug auf Akkulaufzeit, Kosten für Geräte- und Netzwerkkonnektivität und einfache Implementierung. Aufgrund dieser einzigartigen Kombination von Fähigkeiten ist LPWAN zu einem der wichtigsten Treiber für groß angelegte, latenztolerante Sensornetzwerke in den Bereichen industrielles IoT, intelligente Gebäude und intelligente Städte geworden.
Obwohl es heute so viele LPWAN-Protokolle gibt, sollten Sie sich über die einzigartigen Vorteile standardbasierter Technologien informieren. Angesichts des explosionsartigen Wachstums von IoT-Geräten werden Servicequalität, Skalierbarkeit und Interoperabilität zu Schlüsselkriterien für Ihre drahtlosen Entscheidungen. Netzbetreiberbasierte Standards wie NB-IoT und LTE-M sowie MYTHINGS (eine auf den neuesten offenen ETSI-Standards basierende Netzwerkkonnektivitätslösung mit geringem Durchsatz) haben sich als Ergänzung zu proprietären Technologien (wie z. B. LoRa , Sigfox usw.), und erfüllen diese Anforderungen in besonderer Weise.
Was die Anwendungen betrifft, so werden NB-IoT und andere betreiberbasierte Standards für Weitverkehrsnetze mit geringem Stromverbrauch die Hauptpfeiler künftiger Smart-City-Netze sein. Diese kontrollierten Netze nutzen die bestehende Mobilfunkinfrastruktur und bieten eine breite Abdeckung in städtischen Gebieten, ohne dass die Kosten für den Aufbau einer Infrastruktur anfallen. Auf der anderen Seite werden für industrielle Anwendungen, bei denen Datensicherheit und Eigentumsrechte im Vordergrund stehen, private Lösungen wie MYTHINGS die erste Wahl sein. Darüber hinaus befinden sich Industrieanlagen oft in abgelegenen Gebieten, in denen die Servicequalität der Netzbetreiber oft schlecht ist.
3. Wi-Fi 6
Den Begriff Wi-Fi 6 (auch bekannt als 802.11.ax) gibt es zwar schon seit einiger Zeit, aber die vollständigen Spezifikationen und die offizielle Veröffentlichung erfolgten erst Ende letzten Jahres. In Anbetracht der weiten Verbreitung von Wi-Fi in unserem Alltag ist es keine Überraschung, dass die neueste Generation von Wi-Fi auf der diesjährigen CES viel Aufmerksamkeit erhielt. Es gibt inzwischen eine große Anzahl kompatibler Geräte, und da die Hardwarepreise weiter sinken, dürfte 2020 ein wichtiger Wendepunkt für die Verbreitung von Wi-Fi 6 sein.
The main upgrade of Wi-Fi 6 compared to its previous version is to greatly increase the overall network bandwidth. Additionally, while UHD video streaming may be the first thing that comes to mind, the increased throughput is designed to address a more specific IoT challenge – device coexistence. The goal of Wi-Fi 6 is not to have lightning-fast speeds on a single device, but to support a greater number of endpoints on the router simultaneously without affecting the data throughput of each device. To do this, the standard allows more data to be packed into each transmission and the total spectrum used is divided into more channels to transmit data streams simultaneously.
Wie frühere Generationen wird auch Wi-Fi 6 das Rückgrat des Breitband-IoT in Heim- und Unternehmensnetzen werden. Gleichzeitig wird diese Technologie durch die Beseitigung von Überlastungsproblemen das Niveau der öffentlichen WI-FI-Infrastruktur erhöhen und die Nutzererfahrung durch neue digitale mobile Dienste verbessern. Infotainmentsysteme in Fahrzeugen und fahrzeuginterne Diagnosenetzwerke werden die störendsten Anwendungsfälle für Wi-Fi 6 sein, allerdings kann die Entwicklungsarbeit mehr Zeit in Anspruch nehmen.
4. Bluetooth 5.X
Bluetooth 5.0 baut auf der Bluetooth Low Energy (BLE)-Spezifikation auf und bringt erhebliche Sprünge bei Durchsatz, Geschwindigkeit und Reichweite. Bisher war die Verwendung von BLE auf Endpunkte mit geringem Durchsatz wie Beacons und Wearables beschränkt, so dass jede Form der Audioübertragung das klassische, stromfressende Bluetooth-Protokoll erforderte. Heute bietet Bluetooth 5.0 eine energieeffiziente Option für das Streaming von Audio und das Senden großer Dateien, ohne dass der Akku Ihres Geräts schnell entladen wird. Wenn Geschwindigkeit nicht die wichtigste Anforderung ist, ermöglicht Bluetooth 5.0 auch die Kommunikation von Geräten mit niedrigen Datenraten im Austausch für eine verbesserte Reichweite von bis zu 200 Metern, was diese Technologie ideal für die nächste Generation von Smart Home-Geräten macht.
Bluetooth 5.1 und neuerdings 5.2 sind die beiden neuesten Derivate der fünften Bluetooth-Generation. Obwohl sie sich nicht wesentlich von Bluetooth 5.0 unterscheiden, bieten sie überzeugende Möglichkeiten für eine hochpräzise Richtungsbestimmung und Indoor-Navigationsdienste. Das Protokoll nutzt die innovative AoD-Technologie (Angle of Arrival and Departure), um eine Positionierung im Submeterbereich zu ermöglichen. Andererseits liegt der Nachteil dieser Methoden in der komplexen und teuren Hardware-Konstruktion von ortsfesten Ortungsempfängern oder Baken, da sie Antennengruppen zum Empfangen oder Senden von Signalen benötigen.
Die Bluetooth-5-Version unterstützt eine Mesh-basierte Architektur, um die Reichweite von Indoor-Positionierungssystemen und industriellen Sensornetzen mit geringem Stromverbrauch zu erhöhen. Es ist jedoch anzumerken, dass Mesh-Topologien von Natur aus energieintensiv sind und die Netzwerkplanung und -konfiguration beim Einsatz von IoT-Geräten in großem Maßstab eine große Aufgabe darstellen kann.
Zusammenfassend
Jeder IoT-Konnektivitätsstandard hat seinen Platz in der IoT-Welt, und es liegt an Ihnen, zu entscheiden, welche Technologie für Ihre digitalen Lösungen und Anwendungsfälle am besten geeignet ist. In der Regel entscheiden sich Industrie- und Unternehmensanwender für eine hybride, sich weiterentwickelnde Architektur, die mehrere drahtlose Technologien umfasst, um das Potenzial des IoT voll auszuschöpfen. In diesem Fall ist die Entwicklung einer flexiblen, robusten und rückwärtskompatiblen drahtlosen Infrastruktur, die sich nahtlos an die sich ändernden Anforderungen anpassen lässt, von größter Bedeutung. Dies sollte von Anfang an bei einem IoT-Projekt berücksichtigt werden.