IoT-Netzwerke: Funktionen, Auswahl und Beispiele

IoT ist die Abkürzung für "Internet of Things" („Internet der Dinge“) und beschreibt die Vernetzung von Geräten, Sensoren und Maschinen über digitale Plattformen. Ein IoT-Netzwerk verbindet technische Geräte oder Steuerungen über eine drahtlose oder kabelgebundene Infrastruktur mit digitalen Plattformen. Ziel ist es, Daten automatisiert und standortunabhängig zu erfassen, zu übertragen und für digitale Anwendungen verfügbar zu machen. Die stabile Konnektivität stellt dabei sicher, dass auch unter schwierigen Bedingungen, etwa in Industriehallen oder weitläufigen Außenanlagen, eine zuverlässige Datenkommunikation gewährleistet ist.

Die Basis dafür ist das Zusammenspiel verschiedener Komponenten: Sensoren und Geräte erfassen relevante Daten aus ihrer Umgebung und senden diese über die jeweils passende Netztechnologie an zentrale Plattformen. Anschließend werden diese Informationen in der Cloud oder auf Edge-Systemen verarbeitet und für weitere Prozesse nutzbar gemacht.

Das Ergebnis: Unternehmen erhalten Echtzeit-Einblicke in ihre Prozesse, können Abläufe effizienter steuern, frühzeitig auf Abweichungen reagieren und neue Services entwickeln. Damit werden IoT-Netze zu einem strategischen Hebel für Innovation und Wettbewerbsfähigkeit.

IoT-Netzwerke kommen in ganz unterschiedlichen Bereichen zum Einsatz. Zwei typische Beispiele zeigen, wie Geräte, Konnektivität und Plattformen zusammenwirken:

1. Smart Parking mit LoRaWAN
   Ein Beispiel für ein IoT-Netzwerk ist ein Smart Parking System in einer Stadt. Hier erfassen Parksensoren über ein LoRaWAN-Netzwerk freie Parkplätze und senden die Daten an eine zentrale Plattform. Autofahrer erhalten diese Informationen in Echtzeit über eine App, wodurch Suchverkehr reduziert und die Parkraumbewirtschaftung optimiert wird.
2. Wasserzählerüberwachung mit NB-IoT
   In der Versorgungswirtschaft ermöglicht NB-IoT eine zuverlässige Vernetzung von Wasserzählern, auch an schwer erreichbaren Orten wie Kellerräumen oder Schächten. Die smarten Zähler erfassen kontinuierlich Verbrauchsdaten und senden sie über das energieeffiziente NB-IoT-Netz an zentrale Plattformen. Auf Basis dieser Echtzeitdaten können Versorger Abrechnungen automatisieren, Leckagen sofort erkennen und Wartungseinsätze gezielt auf kritische Stellen konzentrieren. 

Je nach Anwendung und Anforderungen stehen verschiedene IoT-Netzwerke zur Verfügung, die sich in Reichweite, Energieverbrauch, Datenrate und Infrastrukturkosten unterscheiden. Zu den am häufigsten genutzten IoT-Netzwerken gehören:

• NB-IoT (Narrowband IoT) ist eine besonders energieeffiziente Mobilfunktechnologie, die speziell für IoT-Anwendungen entwickelt wurde. Sie eignet sich ideal für Geräte, die nur geringe Datenmengen übertragen und dabei viele Jahre mit einer Batterie betrieben werden können. Die hohe Gebäudedurchdringung und die flächendeckende NB-IoT-Netzabdeckung der Telekom machen diesen Standard besonders attraktiv für smarte Zähler, Parksensoren oder Asset-Tracking-Lösungen.
• LTE-M ergänzt NB-IoT, indem es höhere Datenraten und geringere Latenzzeiten bietet. Dadurch eignet sich LTE-M besonders für mobile Anwendungen wie Flottenmanagement oder mobile Zahlungssysteme. Auch hier profitieren Unternehmen von der bestehenden LTE-Infrastruktur der Telekom.
• 5G ist der Mobilfunkstandard der nächsten Generation und bietet hohe Bandbreiten, geringe Latenzzeiten und mit Netzwerk-Slicing die Möglichkeit, ein Netz in mehrere virtuelle Teilnetze aufzuteilen für individuelle Anforderungen. Besonders relevant ist 5G für zeitkritische IoT-Anwendungen wie autonome Fahrzeuge, industrielle Automatisierung oder Smart Healthcare. Die flächendeckende 5G-Infrastruktur ermöglicht auch in hochdynamischen Umgebungen eine zuverlässige Vernetzung.
• LoRaWAN steht für Long Range Wide Area Network und bietet eine lizenzfreie, energiesparende Funktechnologie. Das LoRaWAN-Netzwerk ermöglicht eine Vernetzung über große Distanzen bei minimalem Energiebedarf. Typische Einsatzbereiche sind Smart Cities, Landwirtschaft oder industrielle IoT-Projekte mit vielen dezentralen Sensoren.
• Sigfox ist ein weiteres unabhängiges Netzwerk, das speziell für das Internet der Dinge entwickelt wurde. Das Sigfox Netz konzentriert sich auf die Übertragung kleiner Datenmengen mit extrem niedrigem Energieverbrauch. In städtischen wie auch in ländlichen Regionen können Geräte über viele Kilometer hinweg kommunizieren, ohne auf eine klassische Mobilfunkinfrastruktur angewiesen zu sein.
• Satellitenfunk ermöglicht eine globale IoT-Konnektivität, unabhängig von terrestrischen Netzwerken. Vor allem in abgelegenen oder schwer zugänglichen Gebieten, etwa bei der Offshore-Überwachung, globalem Tracking oder Katastrophenschutz, bietet Satellitenfunk eine verlässliche Alternative. Moderne IoT-Satellitenlösungen sind zunehmend energieeffizient und eignen sich für die Übertragung kleiner Datenmengen über große Entfernungen hinweg.

Je nach Anforderung, Anwendung und Standort können unterschiedliche Technologien sinnvoll sein. Dabei spielen verschiedene Kriterien eine zentrale Rolle, die Unternehmen bei der Planung berücksichtigen sollten:

• Energieverbrauch: Viele IoT-Geräte arbeiten batteriebetrieben und sollen möglichst lange ohne Wartung funktionieren. Technologien wie NB-IoT oder LoRaWAN sind darauf ausgelegt, besonders energieeffizient zu arbeiten. Wer beispielsweise Sensoren über Jahre hinweg im Feld einsetzen möchte, sollte auf einen niedrigen Energieverbrauch achten.
• Reichweite und Gebäudedurchdringung: Nicht jedes Netzwerk eignet sich für jede Umgebung. So punktet NB-IoT mit exzellenter Gebäudedurchdringung und ist besonders geeignet für den Einsatz in Tiefgaragen, Kellern oder Industriehallen. LoRaWAN bietet hingegen große Reichweiten, ist jedoch stärker von lokaler Netzwerkinfrastruktur abhängig. Satellitenfunk ermöglicht hingegen weltweite Abdeckung, ideal für IoT-Einsätze in abgelegenen oder schwer zugänglichen Regionen.
• Datenrate und Latenz: Manche Anwendungen wie Zustandsüberwachung, auch Condition Monitoring genannt, oder Tracking erfordern nur geringe Datenmengen und können auf energieoptimierte Übertragung setzen. Andere, etwa mobile Zahlungssysteme oder Fahrzeugkommunikation, benötigen höhere Bandbreiten und geringere Latenzen. LTE-M oder 5G ist hier oft die bessere Wahl.
• Sicherheit: Nur mit konsequenter Datensicherheit und stabilem Netzwerkschutz lassen sich IoT-Lösungen zuverlässig und skalierbar betreiben. Standardisierte Mobilfunktechnologien wie NB-IoT oder LTE-M bieten hier besonders hohe Schutzmechanismen durch bewährte Verschlüsselungsverfahren und umfassende Netzwerkintegration. 5G bringt zusätzlich fortschrittliche Sicherheitskonzepte wie Netzwerk-Slicing mit.
• Kosten: Neben den Anschaffungskosten der Module sollten auch Betriebs- und Wartungskosten berücksichtigt werden. Netzwerktechnologien wie Sigfox oder LoRaWAN punkten mit geringen Fixkosten, während Mobilfunklösungen oft skalierbare Tarife und weltweite Verfügbarkeit bieten. Satellitenfunk ist in der Regel kostenintensiver, kann aber durch seinen flächendeckenden Zugang in bestimmten Szenarien wirtschaftlich sinnvoll sein.
• Infrastruktur und Integration: Unternehmen sollten prüfen, ob bestehende Infrastrukturen genutzt werden können oder ob ein eigenes Netzwerk aufgebaut werden muss. Die Telekom bietet mit ihren Lösungen Zugang zu leistungsfähigen IoT-Netzen, die eine einfache Integration und ein professionelles Management ermöglichen.

Die Auswahl der richtigen Netztechnologie sollte stets auf Basis des konkreten Use Cases erfolgen. Ein sorgfältiger Abgleich der Anforderungen mit den Eigenschaften der jeweiligen Netzwerke hilft dabei, Investitionen zukunftssicher zu gestalten.

Die Vielfalt an IoT-Netzwerken eröffnet Unternehmen zahlreiche neue Möglichkeiten. Gleichzeitig stehen sie vor der Herausforderung, die passende Lösung für ihre individuellen Anforderungen zu finden. Entscheidend ist, nicht nur auf technische Parameter zu achten, sondern stets den gesamten Lebenszyklus eines Projekts im Blick zu behalten. Es gibt nicht ein bestes IoT-Netzwerk, sondern immer die Technologie, die am besten zum jeweiligen Ziel passt. Eine präzise Analyse des Anwendungsfalls sowie eine sorgfältige Planung bilden die Grundlage für langfristig erfolgreiche Projekte.