Die Verbreitung und Beliebtheit von IoT-Geräten hat zum Aufkommen von Low-Power-Wide-Area-Network-Optionen (LP-WAN) wie SigFox, LoRa und Weightless geführt.
Herkömmliche zellulare Optionen wie 4G- und LTE-Netze verbrauchen zu viel Strom. Außerdem eignen sie sich nicht für Anwendungen, bei denen nur selten kleine Datenmengen übertragen werden, wie z. B. Zähler zum Ablesen von Wasserständen, Gas- oder Stromverbrauch.
Cellular IoT ist eine Antwort auf die ständige Suche nach besseren Anwendungen mit geringem Stromverbrauch und großer Reichweite.
Kat. 1
Cat-1 ist ein früher Vorstoß zur Nutzung bestehender LTE-Netze für die Verbindung von IoT-Geräten. Die Leistung ist zwar nicht so gut wie bei 3G-Netzen, aber es ist eine ausgezeichnete Wahl für IoT-Anwendungen, die eine Browserschnittstelle oder Sprache benötigen. Der Hauptvorteil besteht darin, dass es bereits standardisiert ist und - was noch wichtiger ist - der Übergang zu Cat-1-Netzen einfach ist. Experten sagen voraus, dass Cat-1- (und Cat-M1-) Netze die 3G- und schließlich die 4G-Technologie ersetzen werden, sobald diese veraltet sind.
Kat. 0
Damit LTE-basierte IoT-Netze erfolgreich sein können, müssen sie die folgenden Merkmale aufweisen:
1) Lange Batterielebensdauer;
2) Geringe Kosten;
3) Unterstützung einer großen Anzahl von Geräten;
4) Verbesserte Abdeckung (z. B. bessere Signalpenetration durch Wände)
5) Große Reichweite/breites Spektrum.
Cat-0 optimiert die Kosten durch den Wegfall von Funktionen, die die hohen Datenratenanforderungen von Cat-1 unterstützen (doppelte Empfängerketten, Duplexfilter). Während Cat-1 3G ersetzt hat, war Cat-0 das Protokoll, das den Grundstein für Cat-M gelegt hat, um 2G als die billigere Option zu ersetzen.
Kat-M1/Kat-M/LTE-M
Cat-M (offiziell als LTE Cat-M1 bekannt) gilt allgemein als LTE-Chip der zweiten Generation, der für IoT-Anwendungen entwickelt wurde. Er vervollständigt die Kosten- und Leistungsreduzierung, für die Cat-0 ursprünglich den Grundstein legte. Durch die Begrenzung der maximalen Systembandbreite auf 1,4 MHz (im Gegensatz zu den 20 MHz von Cat-0) eignet sich Cat-M besonders für LPWAN-Anwendungen, wie z. B. Smart Metering, bei denen nur geringe Datenmengen übertragen werden müssen.
Der eigentliche Vorteil von Cat-M gegenüber anderen Optionen ist jedoch folgender: Cat-M ist mit bestehenden LTE-Netzen kompatibel. Das ist eine gute Nachricht für Netzbetreiber wie Verizon und AT&T, denn während der Anschluss von Cat-M an LTE-Netze Software-Patches erfordert, müssen sie kein Geld für den Bau neuer Antennen ausgeben. Der bestehende Kundenstamm von Verizon und AT&T wird wahrscheinlich zu dem Schluss kommen, dass Cat-M bei weitem die beste Wahl ist. Und schließlich werden 5G- und LTE-Technologien in den 2020er Jahren mit ziemlicher Sicherheit nebeneinander bestehen, sodass die Abwärtskompatibilität von Cat-M ein großes Plus ist.
NB-IoT/Cat-M2
NB-IoT (auch bekannt als Cat-M2) soll Cat-M ähnlich sein. Es verwendet jedoch DSSS-Modulation anstelle von LTE-Funk. Daher kann NB-IoT nicht in LTE-Bändern betrieben werden, was bedeutet, dass die Anbieter höhere Vorlaufkosten für die Einführung von NB-IoT aufbringen müssen.
Dennoch wird NB-IoT als eine potenziell kostengünstigere Option angepriesen, da es die Notwendigkeit eines Gateways überflüssig macht. Andere Infrastrukturen verfügen in der Regel über Gateways, die Sensordaten zusammenfassen und dann mit primären Servern kommunizieren. (Hier finden Sie eine ausführlichere Erklärung von Gateways). Bei NB-IoT werden die Sensordaten jedoch direkt an den Hauptserver gesendet. Daher investieren Huawei, Ericsson, Qualcomm und Vodafone aktiv in kommerzielle Anwendungen von NB-IoT. Sierra Wireless geht davon aus, dass NB-IoT und LTE-M bis Ende 2018 in vielen Regionen der Welt verfügbar sein werden.
EC-GSM (früher EC-EGPRS)
EC steht für Extended Range. EC-GSM ist ein für das Internet der Dinge optimiertes GSM-Netz, und 80% der weltweiten Smartphones nutzen das Funkprotokoll. Wie der Name schon sagt, kann EC-GSM in bestehenden GSM-Netzen eingesetzt werden - ein großer Vorteil in Bezug auf Praktikabilität und Modularität, da eine einfache Software die EC-GSM-Konnektivität in 2G-, 3G- und 4G-Netzen ermöglichen kann. EC-GSM hat auch spezielle Anwendungsfälle in nicht-westlichen Regionen wie Malaysia, Afrika und dem Nahen Osten, wo 2G der gängige Standard bleibt. Ericsson, Intel und Orange sollen die Feldtests für EC-GSM Anfang dieses Jahres abgeschlossen haben. EC-GSM erregt jedoch nicht das gleiche Aufsehen wie Cat-M oder NB-IoT.
Schlüsselwörter: Serielle Schnittstelle, Steuermodul