Was ist 4G?
4G steht für die vierte Generation der mobilen Telekommunikationstechnologie. In ihren Anfängen bestand sie aus zwei großen Technologiezweigen: WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access) und LTE (Long-Term Evolution). LTE wiederum hat die Tür zu LTE-M geöffnet, einer Art LPWAN-Lösung (Low Power, Wide Area Network), die sich als besonders effektiv für Geschäftsanwendungen, einschließlich IoT-Projekten, erwiesen hat.
Im Folgenden sehen wir uns diese Generation von Mobilfunknetzen genauer an und erläutern, wie sie Ihrem Unternehmen nützen können.
Die Geschichte von 4G
Seit Anfang der 2000er Jahre wurde der Begriff „4G“ von Mobilfunkbetreibern zur Beschreibung einer Reihe von Technologien und Diensten verwendet. Die Mobilfunkbranche benötigte Klarheit darüber, was diese Bezeichnung bedeutet.
Im Jahr 2008 legte die Internationale Fernmeldeunion (ITU) ihre Anforderungen an die 4G-Konnektivität fest, die alle Dienste erfüllen mussten, um als 4G bezeichnet werden zu können. Für den Mobilfunk bedeutete dies, dass die Verbindungsgeschwindigkeiten einen Spitzenwert von mindestens 100 Megabit pro Sekunde und für stationäre Anwendungen mindestens 1 Gigabit pro Sekunde erreichen mussten. Im Jahr 2008 waren diese Geschwindigkeiten noch nicht praktisch erreichbar; sie waren eher als Zielvorgabe für Entwickler gedacht.
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Damals war eine Technologie namens WiMax ein echter Anwärter darauf, die dominierende 4G-Verbindungslösung zu werden. Gelegentlich als „Wi-Fi auf Steroiden“ bezeichnet, funktionierte WiMax nach den gleichen Prinzipien wie Wi-Fi mit sehr großer Reichweite und hatte das Potenzial, sowohl herkömmliche Festnetzanschlüsse als auch das mobile Internet zu ersetzen.
Aus verschiedenen praktischen und finanziellen Gründen haben die meisten Betreiber jedoch beschlossen, nicht in völlig neue WiMax-Netze zu investieren. Stattdessen entschieden sie sich für die Einführung von LTE, was im Wesentlichen eine Aufrüstung der bestehenden Netztechnologie und keine völlig neue Infrastruktur bedeutete.
Die erste Version von LTE war nicht für die IoT-Nutzung konzipiert. Der Stromverbrauch war etwa 50 % höher als bei 3G-Technologien. Außerdem nutzt LTE viel mehr Frequenzbänder als 3G und 2G, was bedeuten kann, dass Sie mehrere Modems benötigen, um es weltweit einzusetzen.
In den letzten Jahren hat LTE jedoch weiterentwickelte Technologien hervorgebracht, die für industrielle, kommerzielle und verbraucherorientierte IoT-Projekte entwickelt wurden:
- LTE Cat M oder LTE-M (Long-Term Evolution für Maschinen)
- LTE Cat NB oder NB-IoT
Sowohl LTE-M als auch NB-IoT erfordern eine aufgerüstete Netzinfrastruktur, LTE Cat 1 dagegen nicht. LTE Cat 1 kann in den ursprünglichen 4G-LTE-Netzen betrieben werden.
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Wie wird 4G im IoT eingesetzt?
Das standardmäßige 4G-Protokoll (LTE) bietet eine nützliche Anschlussmöglichkeit, wenn Sie einen hohen Datendurchsatz benötigen. Zu den besten Beispielen gehören Sicherheitssysteme, die Videoübertragung und -analyse beinhalten oder Anforderungen an maschinelles Sehen, erweiterte Realität (AR) oder künstliche Intelligenz (KI) haben.
Für weniger datenintensive IoT-Anwendungsfälle gibt es jedoch geeignetere Optionen.
Nicht zuletzt ist die Möglichkeit, die Batterielebensdauer zu verlängern, indem man in den Ruhezustand geht, ideal für Maschinen an schwer zugänglichen Orten, an denen hohe Abrufkosten anfallen.
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NB-IoT eignet sich gut für den großflächigen Einsatz stationärer Geräte mit geringeren Datenanforderungen, z. B. für Stromzähler, einige Anwendungen zur Zustandsüberwachung und Umweltsensoren.
Höhere Geschwindigkeit, geringere Latenz und Mobilitätsfunktionen machen LTE-M zu einer guten Option für eine breite Palette von Anwendungen, einschließlich Notfallausrüstung (z. B. Aufzüge und Fernhilfsgeräte, Lösungen für Einzelpersonen, Anlagenverfolgung und mehr).
LTE Cat 1 eignet sich gut für IoT-Geräte, die über eine Stromquelle verfügen oder deren Akkus sich aufladen lassen, ohne dass dadurch zusätzliche Kosten entstehen oder die Benutzerfreundlichkeit beeinträchtigt wird, z. B. Mikromobilität, Wearables für Verbraucher, M2M-Gateways und mehr.
Die 4G-LTE-Technologien bieten eine Reihe von Lösungen mit Optionen für Leistung, Abdeckung, geringen Wartungsaufwand und ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis und bieten somit eine Auswahl für das IoT.
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