Das NB-IoT-Netzwerk wird nach und nach von französischen Herstellern übernommen. Aber wer an LPWANs gewöhnt ist, sollte den Unterschied in den Parametern beim Umstieg auf IP nicht unterschätzen.
Das NB-IoT-Netzwerk zieht zunehmend Hersteller von vernetzten Objekten an: NB-IoT-Einheiten machten im dritten Quartal 2020 30 % der weltweiten Auslieferungen von zellularen IoT-Einheiten aus, was laut a Studie von Counterpoint Corporation. Ein Trend, der sich laut dem französischen Verlag IoTerop in Frankreich zu etablieren beginnt. Aber Vorsicht, Hersteller, die früher andere LPWANs – LoRa und Sigfox – verwendet haben, sollten bedenken, dass viele Unterschiede in der Art und Weise auftreten, wie die Objektkonnektivität verwaltet wird, mit dem Risiko, dass Daten verloren gehen oder nicht die erwartete QoS erreicht wird.
Der erste Unterschied bei der Umstellung auf Mobilfunk ist die Verwendung von IP. “Im Fall von LoRa oder Sigfox gibt es nur ein Funkgerät, das den Server erreicht. Bei Mobilfunkstörungen können IP und die Vielfalt der Protokolle für die Verbindung von Sensoren mit dem Netzwerk ein Problem darstellen”, bestätigt Maurice Zimbra, Präsident und Mitbegründer von Vertical M2M, einem französischen Herausgeber von IoT-Software, der seit über zwei Jahren an NB-IoT arbeitet. Tatsächlich werden bei der Übertragung von Nachrichten verschiedene Protokolle verwendet, wie MQTT, TCP/IP, LwM2M, CoAP oder HTTP. Durch die Übernahme dieses Netzwerks reicht es nicht aus, den Netzwerkchip einzusetzen, es ist auch notwendig, die Parameter auf seiner IoT-Plattform zu konfigurieren. „Benutzer berücksichtigen diese Details nicht, und es ist ein echtes Problem, das typisch für Verbindungsschwierigkeiten ist“, betont Frederic Despens, Programmmanager für Internet der Dinge und Edge-Computing bei der Eclipse Foundation. Mit mehr als 330 Mitgliedern auf der ganzen Welt führte die Stiftung zwischen Mai und Juli 2020 ihre „IoT Developer Survey 2020 Key Findings“ durch, die zeigt, dass Konnektivität nach der Sicherheit das zweitwichtigste Thema für IoT-Entwickler ist.
Der französische Hersteller vernetzter Objekte Adeunis, der mehr als fünf Millionen vernetzte Objekte vermarktet hat, musste sich bei der Entwicklung des neuen Pulssensors, der für die Fernauslesung von Wasserzählern in NB-IoT vorgesehen ist, der Frage stellen, das beste Protokoll auszuwählen. “Das vom Produkt verwendete IP-Protokoll definiert, wie der Server Daten abrufen soll. Daher ist es notwendig, eines der Formate auszuwählen. Diese Optionen müssen zum Zeitpunkt der Entwicklung des Sensors angegeben werden, und es stellt sich heraus, dass MQTT nicht dazu passt die Verwendungen, die wir in unseren Produkten vorantreiben“, betont Jean-Luc Bowdoin, Deputy General Manager bei Adeinis.
LwM2M bevorzugt
Ein weiteres Beispiel ist Birdz, die IoT-Tochter von Veolia, die NB-IoT für ein Projekt mit dem Betreiber T-Mobile für Veolia in Deutschland zum Thema Umwelt und Abfallmanagement in ihre Plattform integriert hat. „Es wurden drei Arten von Sensoren verwendet, und alle drei haben ihre Daten über das NB-IoT-Netzwerk mit unterschiedlichen Protokollen hochgeladen: UDP für Wasserzähler, TCP/IP für Füllstandssensoren und MQTT für Lärmsensoren, für die wir einen MQTT-Broker installieren mussten “, erklärt Eric Allent, Birdz Product Manager Applications Manager. Das Projekt dauerte einen Monat, um aufzusetzen. „MQTT erfordert zusätzliche Anstrengungen bei der Integration“, bestätigt Frédéric Desbiens von der Eclipse Foundation. Mitglieder von Letzteren arbeiten ein Jahr lang am Sparkplug, damit die Software, die MQTT implementiert, ein standardisiertes Datenformat hat.
MQTT, eines der beliebtesten Protokolle unter Entwicklern, ist „nicht für NB-IoT geeignet und viele Hersteller leiden unter seiner Schwere und dem übermäßigen Verbrauch, bevor sie es bemerken“, bemerkt Hatem Ouslati, CEO und Mitbegründer des französischen Unternehmens IoTerop. Kompetenter Softwareherausgeber im LwM2M-Protokoll. Adeunis ist eine Partnerschaft mit IoTerop eingegangen, um die neueste Lösung von IOWA zu integrieren, um Daten zu sammeln und den Batterieverbrauch von Sensoren mithilfe des LwM2M-Protokolls zu reduzieren. Eine Option, die auch vom spanischen Betreiber Telit empfohlen wird, der „dieses Protokoll für das Beste hält, das die spezifischen Anforderungen der LPWA-Technologien erfüllt“. Laut dem Testunternehmen MachNation verbraucht LwM2M 88 % weniger Daten als MQTT, wenn das Gerät Feedback mit einer Rate von zweimal pro Minute meldet.
„Laut Marktforschung werden NB-IoT und LoRaWAN den Markt dominieren“
Es gibt noch einen weiteren Unterschied, vor dem Vertical M2M warnt: Energiemanagement in Zellen, das die Lebensdauer des Organismus beeinflusst. „Viele Netzwerkmechanismen müssen konfiguriert werden“, erklärt Maurice Zimbra. Adeunis seinerseits hebt einen weiteren interessanten Punkt hervor, der mit diesem Energiemanagement verbunden ist: das Design der Sensoren. Die Stromversorgung und die Funkteile mussten im Vergleich zu anderen Sensoren, die mit LoRaWAN und Sigfox arbeiten, komplett überarbeitet werden, um sie an die Antenne oder das AMS anzupassen. Dies hat zu zusätzlichen Kosten geführt: „Wenn die Kosten für NB-IoT-Abonnements genauso hoch sind wie die von LoRaWAN, sind die Modulkosten höher, mehr als 12 €, und das spezifische Design hängt mit den Eigenschaften des NB- IoT bringt zwangsläufig zusätzliche Kosten mit sich, da die Gesamtkosten, die im Laufe der Zeit sinken werden, im Vergleich zum LoRaWAN-Produkt um 50 % höher bewertet werden können“, sagt Jean-Luc Baudouin.
Angesichts dieser Herausforderungen zeichnet sich NB-IoT durch seine Vorteile aus, nämlich niedrigere Kommunikationskosten, erhöhter Durchsatz, Sicherheit, Konnektivität, die eine breite drahtlose Abdeckung und eine tiefe interne Durchdringung autorisierter Netzwerke bietet. Damit ist NB-IoT in Deutschland laut Birdz eines der am weitesten verbreiteten IoT-Netzwerke. “Laut Marktstudien werden NB-IoT und LoRaWAN den Markt dominieren, daher sind sie unerlässlich. Die Einführung dieses Netzwerks dient auch unserer internationalen Strategie”, sagt Jean-Luc Baudouin von Adenos, der plant, das Angebot an NB- IoT-Produkte innerhalb von 18 Monaten, insbesondere in Smart Buildings. „Es ist klar, dass NB-IoT wachsen wird, und es gibt bereits eine sehr große Reife dieser Technologie in Australien“, bestätigt Hatem Oueslati. SFR, der einzige Betreiber in Frankreich, der NB-IoT betreibt, berichtet, dass er jetzt 70 % des Territoriums abdeckt.