Mainstream M2M

Woher die Bandbreite nehmen?

| Autor / Redakteur: Christoph Müller-Dott / Nico Litzel

Machine-to-Machine-Kommunikation (M2M) wächst rasant. Ein starker Wachstumstreiber im Bereich von M2M-Lösungen sind vernetzte Fahrzeuge, Connected Cars.
Machine-to-Machine-Kommunikation (M2M) wächst rasant. Ein starker Wachstumstreiber im Bereich von M2M-Lösungen sind vernetzte Fahrzeuge, Connected Cars. (Bild: Orange Business Services)

Das Internet der Dinge hat sich längst von einer Zukunftstechnologie zum Mainstream entwickelt. M2M – die automatisierte Kommunikation zwischen Geräten – ist zum festen Bestandteil vieler Technologien und Prozesse geworden. Doch der Erfolg, den die Verbindung von immer mehr Maschinen mit sich bringt, birgt seine ganz eigenen Herausforderungen. Mit der zunehmenden Vernetzung wachsen die Anforderungen, speziell an Bandbreite und Kompatibilität.

Man stelle sich ein sensor-basiertes Behälterkontrollsystem vor, das Flüssigkeiten in einem Speichertank überwacht und automatisch eine Nachricht an eine zentrale Überwachungsstation sendet, wenn der Pegel unter ein definiertes Minimum sinkt. Man stelle sich nun dieses Kontrollsystem in einem Atomkraftwerk vor und es wird klar, dass im Falle eines Falles eine Nachricht wie diese höchste Priorität haben muss.

Aber was passiert, wenn das Netz überlastet ist, weil viele M2M-Geräte einer Umgebung gleichzeitig darauf zugreifen? Angesichts des zunehmenden M2M-Datenverkehrs wächst die Bedeutung von Lösungen für eine reibungslose Informationsübermittlung.

Wachstumstreiber Connected Cars

Was ist die Ursache für die rasante Entwicklung in der M2M-Technologie? General Electric ging 2012 so weit zu behaupten, M2M – das „industrielle Internet“ – könnte 10 bis 15 Billionen US-Dollar zum globalen Bruttoinlandsprodukt beitragen. Die Groupe Speciale Mobile Association (GSMA) spricht in einer jüngeren Prognose vom Einsatz von mehr als 13 Milliarden M2M-Lösungen bis zum Jahr 2020 und von 250 Millionen für 2014. Führend auf diesem Gebiet sind nach Angaben der GSMA die USA mit rund 35 Millionen Verbindungen, was einem Anteil von 19 Prozent an allen weltweiten M2M-Verbindungen zum Ende des Jahres 2013 entspricht.

Ein starker Wachstumstreiber im Bereich von M2M-Lösungen sind vernetzte Fahrzeuge: „Connected Cars“. Gesetzesinitiativen der Regierungen in Europa und in den USA zur Förderung dieser neuen Technologie zeigen, dass einige der weltweit größten Volkswirtschaften M2M bereits fest in ihrer Zukunftsvision des straßenbasierten Transports verankert haben. Manche Wirtschaftsanalysten sind sogar der Meinung, dass der Einsatz von M2M-Lösungen in der Landwirtschaft die Lebensmittelproduktion um 70 Prozent steigern könnte.

Spitzenqualität zu Spitzenzeiten

Der wachsende Anspruch im Automobilsektor, in der Landwirtschaft und vielen anderen Branchen, rund um die Uhr online und „am Netz“ zu sein, erfordert in der Folge auch ein Umdenken der Netzbetreiber. Sie müssen ernsthaft überlegen, wie sie der Nachfrage hinsichtlich höherer Bandbreite, kürzerer Wartezeiten, stärkerer Signale und besserer Servicequalität begegnen.

Um M2M effektiv zu unterstützen, müssen Netzbetreiber schnell erkennen können, wann und wo Netzverkehr verursacht wird. Entscheidend ist dabei nicht das Datenvolumen in seiner Gesamtheit, sondern zu Spitzenzeiten und an den jeweiligen Orten. Denn es gilt, Service und Qualität jederzeit aufrecht zu erhalten.

Schlichtweg mehr Bandbreite zur Verfügung zu stellen, könnte eine Lösung sein und sie ist auch bereits in Arbeit. Weltweit schaffen Regierungen Kapazitäten, um die Infrastruktur für einen besser verbundenen Planeten bereitzustellen. Doch der Prozess geht nur langsam voran. In den USA beispielsweise plant die für Telekommunikation und Information zuständige Behörde 500 Megahertz mehr Kanalbandbreite – dazu wird es jedoch nicht vor 2020 kommen.

Ein anderer Weg, die Begrenzung der Bandbreite anzugehen, ist, das Netz intelligenter zu gestalten. Intelligentere Netzstandards, wie das von Sierra Wireless entwickelte LTE-M (M steht für M2M), nutzen die Technologie der flexiblen Bandbreite von LTE mit dem Ziel, niedrige Datenraten über die bereits vorhandene Mobilfunk-Infrastruktur anzubieten. Dynamisches Netzmanagement und -optimierung sind ebenfalls Teil dieser Lösung.

Geräte verbinden

Neben der (noch) eingeschränkt zur Verfügung stehenden Bandbreite ist auch die Kompatibilität ein entscheidender Faktor. Die M2M-Industrie hat sich in unterschiedliche Richtungen entwickelt, viele kleine Anbieter entwickeln und liefern eigene M2M-Komponenten. Die Folge: Standards, die in einem Bereich vorhanden sind, lassen sich nicht zwingend für andere übernehmen.

Doch ein voll funktionsfähiges digitales Ökosystem erfordert einen nahtlosen Datenaustausch zwischen Geräten und anderen technischen Anlagen unterschiedlicher Hersteller. Der Weg hin zu reibungsloser Kompatibilität wird zusätzlich durch die lange Lebensdauer der klassischen Industrieanlagen erschwert. Sie auf den neuesten Stand der Technik zu bringen, würde entweder kostspieliges Nachrüsten bedeuten oder sogar den vollständigen Austausch der Geräte, warnte in diesem Jahr das Weltwirtschaftsforum (WEF).

Um solche Probleme in Zukunft zu vermeiden, spricht sich das WEF dafür aus, dass neue M2M-Lösungen und -Software zumindest neben vorhandenem, älteren Equipment bestehen können sollten. Es empfiehlt außerdem, dass Interessengruppen der Telekommunikationsbranche im Bereich langfristiger Forschung und Entwicklung zusammenarbeiten sollten, um grundlegende technische Schwierigkeiten hinsichtlich Sicherheit, Kompatibilität und Risikomanagement zu beheben.

Auch die mobile Konnektivität erweist sich als problematisch. 4G/LTE-Module für M2M-Lösungen sind deutlich teurer als 2G- oder 3G-Funkgeräte. Mobilfunkanbieter werden ihre 2G-Netze in den kommenden Jahren schließen, in der Folge müssen Millionen bestehender M2M-Geräte aufgerüstet werden.

Standardisiert und smart

Eine Lösung hierfür könnte sein, dass alle führenden SIM-Anbieter und Mobilfunkbetreiber die Vorgaben der GSMA für eingebaute SIM-Karten unterstützen. Diese wurden in den vergangenen Jahren zwar vermehrt für M2M eingesetzt, waren jedoch häufig nicht kompatibel, was den Markt wiederum spaltet und neue Kosten verursacht. Der Ansatz einer eingebauten SIM ist folglich gut, vorausgesetzt, er basiert – wie von der GSMA gefordert – auf einer einheitlichen Lösung. Durch sie könnte man die skalierbare, zuverlässige und sichere Konnektivität für über M2M verbundene Geräte ermöglichen, wie zum Beispiel Connected Cars oder Smart Meters („intelligente Zähler“).

Die führenden SIM-Anbieter und Mobilfunkbetreiber haben sich bereits auf die Vorschriften der GSMA geeinigt, was eine gute Nachricht für den M2M-Markt ist. Die Marktforscher von Juniper Research gehen davon aus, dass die Connected Cars der nächsten Jahre mit solchen standardisierten, eingebetteten SIM-Karten ausgestattet sein werden, was in etwa ein Fünftel aller neuen Fahrzeuge ausmacht.

Clever eingesetzt und basierend auf einem einheitlichen System können M2M-Lösungen Arbeitsabläufe optimieren, Kosten senken und die Produktivität steigern. Das große Potenzial, das M2M für die Industrie, aber auch für die Gesellschaft birgt, haben Vertreter aller Wirtschaftszweige und Interessengruppen für sich erkannt. Die Investitionen in entsprechende Forschung und Entwicklung sowie in Bandbreite und Kompatibilität steigen.

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