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Wireless-Technologien

Innovationsmotor für das Internet der Dinge

18. Oktober 2016, 16:18 Uhr | Prof. Dr.-Ing. A. Sikora

Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Mobilfunk: 4G/5G für M2M

Diese Entwicklungen von unten haben auch die klassische Welt des Mobilfunks aufgeweckt, die die Anwendungen der Kommunikation zwischen Maschinen (M2M – Machine-to-Machine Communication) jahrelang eher widerwillig unterstützt hat, da dort vermeintlich geringere Margen zu erzielen sind. Aber zum Glück belebt Konkurrenz das Geschäft. Und so hat die zentrale Standardisierungskooperation der Mobilfunkwelt, das Third Generation Partnership Project (3GPP), innerhalb kürzester Zeit sowohl Erweiterungen für Machine Type Communication (MTC) für die vierte Mobilfunkgeneration (LTE-MTC) verabschiedet als auch beschlossen, dass die niederbitratige, einfach zu verwaltende, kostengünstige und echtzeitfähige Kommunikation zwischen Maschinen und Dingen integraler Bestandteil der fünften Mobilfunkgeneration werden soll.

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Podiumsdiskussion: Low Power Wide Area Networks
Die Mobilfunkbranche reagiert auf die Entwicklung von Low-Power-Wide-Area-Funktechniken wie LoRa, Sigfox und Weightless im lizenzfreien ISM-Band. Mit speziell auf M2M-Applikationen zugeschnittenen Erweiterungen des LTE-Standards – LTE-Cat-NB1 und LTE-Cat-M1 – bieten sie jetzt Alternativen, die zumindest teilweise per Software Update mit der existierenden Netzwerkinfrastruktur schnell realisiert werden können. Industrielle Anwender können somit zwischen mehreren Anbietern und Techniken, zwischen lizenzfreien Netzwerken und Mobilfunknetzen wählen. Über die Eigenschaften der jeweiligen Funkverfahren und die Vor- und Nachteile diskutieren am 10. November Vertreter aus beiden Lagern mit den Teilnehmern des Elektronik WIreless Congress. An der Podiumsdiskussion „Low Power Wide Area Networks for industrial IoT – licensed versus unlicensed bands“ werden Vertreter der Funknetzbetreiber sowie der Chip- und Modul-Hersteller teilnehmen.

Podiumsdiskussion: Low Power Wide Area Networks

Die Mobilfunkbranche reagiert auf die Entwicklung von Low-Power-Wide-Area-Funktechniken wie LoRa, Sigfox und Weightless im lizenzfreien ISM-Band. Mit speziell auf M2M-Applikationen zugeschnittenen Erweiterungen des LTE-Standards – LTE-Cat-NB1 und LTE-Cat-M1 – bieten sie jetzt Alternativen, die zumindest teilweise per Software Update mit der existierenden Netzwerkinfrastruktur schnell realisiert werden können. Industrielle Anwender können somit zwischen mehreren Anbietern und Techniken, zwischen lizenzfreien Netzwerken und Mobilfunknetzen wählen. Über die Eigenschaften der jeweiligen Funkverfahren und die Vor- und Nachteile diskutieren am 10. November Vertreter aus beiden Lagern mit den Teilnehmern des Elektronik WIreless Congress. An der Podiumsdiskussion „Low Power Wide Area Networks for industrial IoT – licensed versus unlicensed bands“ werden Vertreter der Funknetzbetreiber sowie der Chip- und Modul-Hersteller teilnehmen.

Weiteres Vordringen des Internet-Protokolls

Vor dem Hintergrund der lebhaften und vielfältigen Entwicklungen auf den unteren Protokollschichten ist es besonders erfreulich, dass die Vielfalt auf der Vermittlungsschicht ein gewisses Ende gefunden hat. Es gibt praktisch keine Entwicklungen von neuen Protokollen auf der Vermittlungsschicht jenseits des Internet-Protokolls mehr. Und auch viele Aktivitäten, wie Bluetooth, LoRaWAN, KNX oder ULE, die klassisch vor allem die untersten Schichten abgedeckt haben – vor allem Schicht 1 und 2 –, integrieren mit IPv6 die zusätzliche Vermittlungsschicht und schaffen damit die unmittelbare Anbindung an das IP-basierte Internet der Dinge. Außerdem ermöglicht die Schicht-3-Integration auch die Unterstützung des Routing in den lokalen Netzen, was vor dem Hintergrund der oft dann doch irgendwie zu geringen Reichweite in realen Umgebungen flexible Erweiterungen ermöglicht.

Mit dieser Entwicklung wird auch die Integration der klassischen Internet-basierten Sicherheitsprotokolle IPsec und vor allem TLS vorbereitet, die echte Ende-zu-Ende-Sicherheit gewährleisten können.

Trotz dieser viel versprechenden Entwicklungen sind allerdings einige Einschränkungen anzumerken: Die 6Lo-Aktivität ist wahrscheinlich nur eine der wenigen, die nur im Ökosystem der Internet Engineering Task Force (IETF) abläuft und somit nur beschränkte Konsolidierung erlaubt. Auch wenn mittlerweile einige Plug-Fests und Interoperabilitätstests stattgefunden haben, gibt es bislang keine Festlegung auf einheitliche Kommissionierungsabläufe oder Routing-Parameter.

Ansätze, die dies zu verändern suchen, wie z.B. die Aktivitäten von Thread, tendieren dazu, den eigentlichen IP Stack sehr flexibel und leistungsfähig zu erweitern. Sie fügen damit aber auch weitere Komplexität hinzu, die zu zusätzlichen Verwaltungsdaten (Overhead) sowohl auf Knoten- als auch auf Kommunikationsseite führt.

Auf dem Elektronik Wireless Congress wird auch dieses Umfeld thematisiert. Unter anderem wird auch über die aktuellen Entwicklungen beim Elektronik-Projekt emb::6 berichtet.