In­ter­net of Things

Internet of Things (IoT) Machine-to-Machine-Kommunikation (M2M)

Die Kommunikation von Maschinen, Anlagen und Geräten über Netze wird als „Internet of Things“ bezeichnet. Sendungsverfolgung, automatische Auslesung von Strom- und Heizkostenzählern oder die Nutzung von Wearables bei der Maschinenwartung sind nur einige Beispiele, wie das „Internet der Dinge“ heute unsere Lebens- und Arbeitswelt beeinflusst.

Was bedeutet Internet of Things?

Kurz gefasst wird mit IoT der Umstand beschrieben, dass verschiedenste Objekte – von Alltagsgegenständen bis zu industriellen Fertigungsanlagen – selbsttätig über Kommunikationsnetze Informationen untereinander und mit der Außenwelt austauschen können. Durch die Kombination von Kommunikation mit Datenverarbeitung, Fernsteuerung und Interaktion wird der Einsatz der Objekte „intelligent“ und ermöglicht die Einrichtung automatisierter Arbeitsabläufe und Steuerungen.

Aus der Bezeichnung IoT wird häufig gefolgert, dass zwingend ein Internetzugang erforderlich ist. Der Begriff ist aber deutlich weiter gefasst. Gemeint ist dabei das unspezifische Konzept der Vernetzung von Objekten unabhängig von der eingesetzten Technologie. Die Kommunikation kann über jegliche Art von Netzen erfolgen, wie zum Beispiel über bestehende Telefon- und Mobilfunknetze (2G bis 5G) oder lizenzfrei nutzbare lokale (z.B. WLAN, Bluetooth, Z-Wave usw.) oder Weitverkehrsfunknetze (z.B. LoRaWAN, DASH7).

Der Kommunikationsaspekt von IoT wird auch als „Machine-to-Machine-Kommunikation“ (M2M) bezeichnet. M2M ist eine Teilmenge des IoT und ist durch eine autonome und automatische Datenverarbeitung und den Austausch von Daten mit wenig oder keiner menschlichen Interaktion gekennzeichnet.

Für Alltagsgegenstände und Heimautomatisierung wird diese Kommunikation von Maschinen untereinander häufig mit dem Begriff „Smart Home“ bezeichnet. Für die industrielle Produktion ist der Begriff „Industrie 4.0“ üblich.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sich der Begriff IoT nicht nur auf Dienste beschränkt, die im eigentlichen Sinn über das Internet realisiert werden, sondern den gesamten Anwendungsbereich der elektronischen Kommunikation von Objekten und deren Digitalisierung – dem Einsatz vernetzter, digitalisierter, automatisierter Technologien – umfasst.

Rufnummernzuteilung

Die im Hinblick auf die M2M-Kommunikation bestehenden regulatorischen Fragestellungen stehen insbesondere mit Fragen der Nummerierung in Zusammenhang. Denn für die Realisierung von M2M-Kommuniktion über rufnummernbasierte Telekommunikationsnetze werden geeignete Rufnummern benötigt. Mit Hilfe dieser Nummern können Geräte an diese Netze angeschlossen und adressiert sowie auch länderübergreifend verwendet werden.

Unternehmen können sich an die Bundesnetzagentur wenden, wenn Sie Fragen zu ihren geplanten Geschäftsmodellen haben. Weitergehende Informationen zur Verwendung und Zuteilung von Rufnummern für M2M-Dienste finden sich hier.

Funkfrequenzen

Die Bereitstellung von geeigneten Frequenzen ist eine wesentliche Grundlage für verschiedenste Digitalisierungsprozesse in Wirtschaft, Industrie und Gesellschaft . Eine erfolgreiche Digitalisierung setzt – vor allem für mobile Anwendungen – die Verfügbarkeit von Funknetzen voraus. Anwendungen des Internets der Dinge können so auf verschiedenen Funknetzen (gegebenenfalls auch über Satellit) realisiert werden.

Die Bundesnetzagentur identifiziert und stellt bedarfsgerecht verschiedene Frequenzen bereit und ermöglicht Unternehmen, diese Frequenzen entsprechend ihren Geschäftsmodelle zu nutzen. Hierfür teilt die Bundesnetzagentur Frequenzen an einzelne Anwender oder Funknetzbetreiber oder die Allgemeinheit zu. Auch zahlreiche M2M-Dienste nutzen für die Kommunikation den Mobilfunk und können auf diese Weise ermöglicht werden. Weitere Details zu Funk und Frequenzen finden Sie hier.

Bewertung neuer Technologien und Geschäftsmodelle

Die Bundesnetzagentur beobachtet die Marktentwicklung im Bereich von IoT und bewertet diese durch Studien. Im Untersuchungszeitraum von 08/2021 bis 11/2021 wurde eine Zusammenfassung und Übersicht über IoT-Konnektivitätslösungen im Auftrag der Bundesnetzagentur erarbeitet. Darin wurden verfügbare IoT-Konnektivitätslösungen betrachtet und eine Gegenüberstellung vorhandener, etablierter und künftig zum Einsatz kommender Standards gegeben.

Beginnend mit Technologien im Short Range Bereich (Radio Frequency Identification, RFID) über Mid Range, Long Range (Dash7, LoRa) bis hin zu zellularem Mobilfunk (GSM, 5G) wurde die gesamte Bandbreite betrachtet. Mit einem kurzen Ausblick auf die zwei neuen Standards DECT-2020 New Radio sowie Light Fidelity (Li-Fi) wurden weitere IoT-Konnektivitätslösungen vorgestellt. Anhand ausgewählter Anwendungsbeispiele wurden mögliche Konnektivitätslösungen detaillierter erläutert und in Bezug auf mögliche Einsatzbereiche und technische Vor- bzw. Nachteile diskutiert.

Die beispielhaft ausgewählten Anwendungen waren:

  • intelligente Temperatur- und Luftfeuchtigkeitssensoren auf Basis von ZigBee,
  • Smart Parking (Bodensensor) auf Basis von LoRaWAN,
  • Smart Meter auf Basis von Wireless–M-Bus,
  • Car2Car auf Basis von WLANp,
  • Asset Tracking auf Basis von UWB sowie
  • Krankenhauskonnektivität mittels Wi-Fi.

Es hat sich gezeigt, dass für viele Einsatzbereiche alternative Technologien zur Verfügung stehen.

Abschließend wurden Verteilung, Entwicklung und Nutzungszahlen von IoT-Konnektivitätslösungen für Deutschland und weltweiten Ländergruppen verglichen. Die Verbreitung von IoT-Geräten findet demnach langsamer statt, als noch vor Jahren prognostiziert wurde. Weltweit gesehen ist die Verbreitung derzeit nicht gleichverteilt. So sind insbesondere Industrienationen sowie Länder aus dem asiatischen Raum führend im Einsatz von IoT-Geräten. Länder in Afrika, Südostasien und Indien weisen eine geringere Nutzung von IoT-Geräten auf, versprechen aber ein überdurchschnittliches jährliches Wachstum. Es ist davon auszugehen, dass die Nutzung der lizenz- und genehmigungsfreien Frequenzbereiche künftig deutlich stärker steigt als die Nutzung in den regulierten Mobilfunkfrequenzen.

Der Mobilfunk (beispielsweise der Standard 5G) wird daher im Bereich IoT voraussichtlich nur eine untergeordnete Rolle neben den anderen Konnektivitätsstandards einnehmen. Dennoch werden künftige Neu- und Weiterentwicklungen von IoT-Standards zukünftig vielfältige und neuartige Geschäftsmodelle ermöglichen.