LTE M: Das Netz für das Internet der Dinge
Was kann der Standard und für wen ist er interessant?
Wenn es um den Themenbereich IoT („Internet of Things“), also das Internet der Dinge geht, fällt in letzter Zeit immer häufiger auch der Begriff LTE-M. Wir erläutern, wofür er steht, was er bedeutet und was die Einsatzgebiete sowie Stärken des neuen Standards sind.
Was ist LTE-M?
LTE-M steht für „Long Term Evolution for Machines“. Ebenfalls bekannt ist dieser neue Standard unter den Bezeichnungen LTE-Cat-M1 bzw. eMTC (Enhanced Machine-type Communications). Hierbei handelt es sich um einen Mobilfunkstandard, der wie NB-IoT, Sigfox sowie LoRa zu den LPWAN (Low Power Wide Area Networks) zählt. Dies beschreibt Netzwerke, die mit einem niedrigen Energieverbrauch dennoch in der Lage sind, eine hohe Netzabdeckung zu erreichen.
LTE-M ist ein ergänzender Standard der 3GPP (Release 13) für LTE. Dieser ermöglicht es Netzbetreibern, das eigene LTE-Mobilfunknetz für die typischen Anwendungen im Internet der Dinge (IoT) auszurüsten. Zudem ist es 5G-tauglich, was nur ein Software-Update im Netz erforderlich macht, und wird als Teil der 3GPP-Spezifikationen stetig weiterentwickelt. Somit ist diese Technologie auch langfristig gesichert und einsetzbar.
Auf welchen Frequenzen funkt der Maschinenstandard?
Zum Einsatz kommt, wie auch NB-IoT (Narrowband-IoT), dass lizensierte Frequenzspektrum des herkömmlichen 4G-Netzes. LTE-M funkt auf dem LTE-Band 20 bei 800 MHz. Dies bringt im Vergleich zu den anderen Technologien Sigfox und LoRa, bei denen freie Frequenzbänder zum Einsatz kommen, verschiedene Vorteile (siehe unten).
Wie schnell ist LTE-M?
Im Gegensatz zum neuen Mobilfunk-Standard 5G, ist LTE-M vor allem für die Übertragung von kleiner und mittlerer Datenmengen prädistiniert. Die Technik erreicht über einen 1,08 MHz breiten Träger, bestehend aus sechs Kanälen mit je 180 kHz Breite, eine maximale Datenrate von 1 MBit/s. Um hohe Reichweiten für IoT-Anwendungen zu ermöglichen, wartet LTE-CAT-M1 mit zusätzlichen 15 dB Leistungsübertragungsbilanz auf. Dies ermöglicht solchen 4G-Netzen eine bis zu siebenmal höhere Netzabdeckung.
Welche Vorteile bietet es noch?
Der Standard bietet durch die Verwendung der LTE-Frequenzen verschiedene Vorteile. Hierzu zählen vor allem eine bereits erwähnte große Netzabdeckung sowie eine langfristige Verfügbarkeit. LTE-M erreicht höhere Datenraten als andere IoT-Funkstandards. Dies ist vor allem dann wichtig, wenn doch einmal größere Datenmengen übertragen werden sollen. Dazu ist auch die Latenz, also die Verzögerungszeit, sehr gering. Der Umstand ist bei Echtzeitanwendungen, wenn möglichst zeitnah auf entsprechende Signale reagiert werden soll, entscheidend. Allerdings erreicht LTE-M hier nicht so gute Werte wie 5G.
LTE-M ist als Mobilfunkstandard gut für die Kommunikation über große Distanzen hinweg geeignet. Das bedeutet, dass relativ wenige Sende- und Empfangseinheiten benötigt werden, um eine hohe Netzabdeckung zu erreichen. Dies ist unter anderem auch einer der Vorteile zu anderen Funkstandards, die im Bereich IoT und Smart-Home eingesetzt werden. WLAN, Bluetooth, Zigbee und Co. haben alle nur Reichweiten von wenigen Metern, während LTE-M bedeutend weitere Wegstrecken (mehrere Kilometer) überwindet.
Dazu weist der IoT-Standard eine hohe Gebäudedurchdringung auf, kann also auch bestens in Häusern eingesetzt werden. Die Indoor-Abdeckung übertrifft die der Standard-GSM-Technologie deutlich. Somit ist es auch an für andere Funkstandards schwierig zu erreichenden Stellen einsetzbar, z. B. in Tiefgaragen und Industriehallen.
Ein weiterer Vorteil von LTE-CAT-M1 ist ein geringer Energieverbrauch, da es sehr energieeffizient arbeitet. So können IoT-Geräte länger mit einer Batterie betrieben werden bzw. verbrauchen weniger Strom. Beides führt zu geringeren Kosten und mindert zudem auch den Wartungsaufwand. Insgesamt ist die erwartete Akkulaufzeit fast so gut wie die von NB-IoT.
Zusätzlich kann LTE-M prinzipiell auch die Übermittlung von Sprache (VoLTE) übernehmen. Dies bietet einen echten Mehrwert für viele Bereiche, z. B. Smartwatches und Sicherheitslösungen, um z. B. Notrufe aus Autos oder Aufzügen zu übermitteln.
Anwendungsbeispiele
LTE-M wird aller Voraussicht nach in naher Zukunft in vielen Bereichen Einzug halten und unser Leben bereichern. Nachfolgend wollen wir nur ein paar Beispiele nennen, da sicherlich noch viele Bereiche hinzukommen werden, bei denen LTE-M derzeit noch nicht so stark auf dem Radar ist.
LTE-M ermöglicht die Vernetzung von Geräten und Sensoren unterschiedlichster Art. Dies kann unter anderem in der Industrie, aber auch in der Landwirtschaft sein. So lassen sich Maschinen miteinander vernetzen, damit diese untereinander kommunizieren und Fertigungsprozesse autonom sowie intelligent abwickeln. Außerdem können Fabrikarbeiter Produktionsmaschinen mit Sprachanweisungen steuern. Waren lassen sich auf Betriebsgelände, aber auch auf Transportwegen via Container und Co tracken und orten. In der Landwirtschaft können z.B. übertragene Daten von Sensoren über Bodenfeuchte und klimatische Bedingungen bei der Bewässerung von Feldern behilflich sein.
Weitere Möglichkeiten sind das Flottenmanagement in Fuhrparks, bei dem die Fahrzeuge automatisch wichtige Parameter an die Zentrale übermitteln, sowie der medizinische Bereich. Hier lassen sich u.a. automatisch wichtige Daten für die Patientenüberwachung übertragen. So hat z.B. Neebo aus Großbritannien winzige Wearables entwickelt, die am Handgelenk von Neugeborenen dessen Vitalfunktionen überwachen. In den Bereichen E-Health, Wearables, Smart City und Smart Tracking werden zudem sicherlich noch viele weitere Produkte sowie Anwendungen entwickelt und auf den Markt kommen, da LTE-M sehr vielseitig einsetzbar ist.
Wer kann das einsetzen?
Generell ist LTE-M vor allem für Unternehmen interessant, wie ein Blick auf die oben aufgeführten Anwendungsbeispiele zeigt. Es wird aber auch immer mehr in die Welt der privaten Nutzer eindringen, z.B. durch die erwähnten Wearables, die Vernetzung von Sensoren rund um das Smart Home und weitere Bereiche. Hier einige Beispiele, Anbieter und Kosten.
Was ist der Unterschied zu Narrowband-IoT?
LTE-M konkurriert im Bereich der IoT-Anwendungen unter anderem mit NB-IoT (Narrowband-IoT, auch CAT-NB1/NB2 genannt). Sie wurden beide speziell für den Einsatz beim Internet der Dinge entwickelt und haben viele Ähnlichkeiten, aber auch Unterschiede.
NB-IoT ermöglicht, im Vergleich zu LTE-M, sogar eine noch bessere Gebäudedurchdringung. Zudem hat der Standard bei der Energieeffizienz leicht die Nase vorne, auch wenn "M" hier ebenfalls hervorragend abschneidet. Dafür ist die mögliche Datenrate bei LTE-CAT-M1 um bis zu das Zehnfache höher, da Narrowband-IoT Datenraten von weniger als 100 Kbit/s erreicht. Auch die Latenz spricht klar für LTE-M, da NB-IoT keine Datenübertragung nahezu in Echtzeit leisten kann.
LTE-M ist außerdem deutlich besser für das Tracking von mobilen Gegenständen einsetzbar. Denn während diese sich bei NB-IoT beim Verlassen einer Funkzelle jedes Mal neu einwählen müssen, ist bei MTE-M eine Aufrechthaltung der Verbindung möglich, auch wenn das Gerät verschiedene Mobilfunkzellen durchquert oder gar Ländergrenzen überschreitet. Somit ist 4G-M viel besser für auf Mobilität ausgelegte Anwendungen geeignet.
Dazu lässt sich sogar Sprache übertragen, via Narrowband-IoT hingegen nicht. Dafür sind die Module für den neueren Standard etwas teurer, da sie komplexer als bei NB-IoT ausfallen. Dies spielt gerade bei großen Installationen, wenn viele Sensoren und Geräte mit IoT-Funktionen benötigt bzw. eingerichtet werden, eine wichtige Rolle.
Weiterführendes
» Verfügbarkeit von NB IoT prüfen» Was ist NB-IoT und Narrow-LTE?
sorgfältigen Recherchen entstanden. Dennoch geben wir keine Gewähr auf Richtig- und Vollständigkeit! © LTE-Anbieter.info