LTE-M: Die wichtigsten Fragen und Antworten

16.11.2021 by Ümit Günes
Stadtansicht mit abstraktem Datennetz

Mobil, sparsam und reichweitenstark: LTE-M bietet für viele IoT-Szenarien ideale Bedingungen. Wir beantworten die wichtigsten Fragen rund um den Mobilfunkstandard.

Was genau ist eigentlich LTE-M?

Müssen Unternehmen bewegliche Objekte über große Entfernungen miteinander vernetzen, bringt dies gewisse Herausforderungen mit sich. Ohne die richtige Netz-Technologie kann es schnell zu Verbindungsabbrüchen kommen, die das Tracking erschweren oder im ungünstigsten Fall sogar komplett unterbinden. Wenn Unternehmen beispielsweise den Weg ihrer Lieferungen über längere Strecken nachverfolgen möchten, setzen sie aus diesem Grund auf LTE-M. Auf Basis der Technologie können sie ihre Fracht oder auch andere Objekte mit kostengünstigen Sensoren ausstatten und den Weg der Assets zu jeder Zeit nachvollziehen. Ein LTE-M-Modul kann je nach Ausführung und Einsatzszenario fünf bis zehn Jahre ohne Batteriewechsel auskommen.

LTE-M steht für “Long Term Evolution for Machines” und ist ein Mobilfunkstandard, der ideal für die Vernetzung von Geräten in speziellen IoT-Szenarien geeignet ist. Der Standard gehört zu den sogenannten „Low Power Wide Area Networks“ (LPWAN), die vor allem mit einer sehr hohen Netzwerkabdeckung bei relativ geringem Energieverbrauch überzeugen. LTE-M wurde speziell für IoT-Lösungen entwickelt, bei denen NB-IoT nicht die erforderliche Mobilität oder Geschwindigkeit bei der Datenübertragung leisten kann, für die LTE aber wiederum zu überdimensioniert und teuer wäre. Der Standard schlägt eine Brücke zwischen beiden Technologien.

Welche Möglichkeiten eröffnet LTE-M?

Weil LTE-M-Module wie ein Smartphone ohne erneuten Verbindungsaufbau von einer Mobilfunkzelle zur nächsten wechseln können, eignet sich LTE-M gut für Szenarien, in denen es um die Nachverfolgung und Überwachung von Positions- oder Gesundheitsdaten geht. So hat das Start-up Velocate etwa eine Lösung entwickelt, mit der Menschen ihre abhanden gekommenen Fahrräder schnell wiederfinden können. Das eingesetzte Modul sieht auf den ersten Blick wie ein gewöhnliches Rücklicht aus, ist aber mit einem versteckten GPS-Sensor ausgestattet. Das Ortungssystem verfügt außerdem über eine integrierte SIM-Karte, die in Zukunft die LTE-M-Technologie nutzt, um ihre Standortdaten an eine Tracking-Plattform zu senden. Die Nutzer können ihr verlorenes oder gestohlenes Rad schließlich per App orten.

Das Londoner Start-up Daatrics hat wiederum ein smartes Wearable entwickelt, mit dem Eltern, Ärzte und Krankenpfleger den Zustand von Neugeborenen in Echtzeit überwachen können. Auch hier kommen die Stärken der LTE-M-Technologie wie die lange Batterielaufzeit und die kompakten Maße des Funkmoduls sowie die geringen Kosten der Übertragung zum Tragen.

Wo liegt der Unterschied zum herkömmlichen LTE-Standard?

IoT-Lösungen existieren in vielen verschiedenen Ausprägungen und bringen sehr variable Anforderungen an Datenübertragung, Netzwerkabdeckung und Mobilität mit sich. Deshalb brauchen Unternehmen individuelle Funklösungen, um ihre speziellen Bedürfnisse bestmöglich abzudecken. Der normale LTE-Standard kommt zum Einsatz, wenn sehr hohe Bandbreiten und niedrige Latenzen gefragt sind. Das kann zum Beispiel im Umfeld von Industrie 4.0 der Fall sein, insbesondere bei Anwendungen auf Basis von Industrial IoT (IIoT). Mit der Technologie gewährleisten Unternehmen unter anderem, dass ferngesteuerte Roboter in der Produktion verzögerungsfrei reagieren oder die Bilder der Videoüberwachung zeitnah auf den Bildschirmen des Sicherheitspersonals landen.

Die hohe Leistungsfähigkeit der Module hat allerdings auch ihren Preis – für die günstige Vernetzung weitläufiger Sensoren-Konstellationen ist LTE daher weniger geeignet. Sind in solchen Szenarien trotzdem eine gewisse Bandbreite und Reaktionsfähigkeit gefragt, kann die Realisierung mit der LTE-M-Technologie deutlich günstiger umgesetzt werden. Das bietet sich vor allem für Anwendungsfälle an, in denen eine bessere Gebäudedurchdringung benötigt wird, als sie der LTE-Standard bieten kann.

Was ist der Unterschied zwischen LTE-M und NB-IoT?

Spielen Latenz, Bandbreite und Mobilität nur eine untergeordnete Rolle, ist das Maschinen- und Sensorennetz NarrowBand IoT (NB-IoT) eine kostengünstige Alternative, um umfangreichere Vernetzungsprojekte umzusetzen. Das macht die Technologie zum Beispiel für die Realisierung von Smart-City-Projekten sehr attraktiv: Intelligente Straßenlaternen, sensorbasiertes Parkplatz-Monitoring oder Frühwarnsysteme für die Beschädigung der Verkehrsinfrastruktur – mit NB-IoT alles möglich.

LTE-M kommt immer dann ins Spiel, wenn es einen Kompromiss aus LTE und NB-IoT braucht. Die Technologie bietet höhere Bandbreiten und niedrigere Latenzwerte als NB-IoT, ohne die hohen Kosten oder Energieverbräuche herkömmlicher LTE-Lösungen zu erreichen. Im Gegensatz zu NB-IoT kann LTE-M zudem auch grenzübergreifend eingesetzt werden, wenn das Roaming in den angrenzenden Netzen aktiviert ist. Das ist zum Beispiel zwischen Deutschland, Frankreich und Belgien der Fall.

Wie sicher ist LTE-M?

Weil LTE-M eine weltweit standardisierte Technologie im lizenzierten Mobilfunkspektrum ist, bietet sie auf Basis der 3GPP-LTE-Sicherheitsmechanismen ein hohes Maß an Sicherheit für sämtliche Anwendungen. Es besteht ein höherer Schutz als bei proprietären Technologien, da die Sicherheitsmechanismen in LTE-M-Szenarien alle Aspekte von der SIM-Karte bis hin zu den Anwendungsservern abdecken. Beim Zugriff auf das LTE-M-Netz werden sowohl die Geräte als auch das Netzwerk genau geprüft.

Die gegenseitige Authentifizierung der Infrastruktur erfolgt über die SIM-Karte, auf der sensible Anmeldeinformationen und Gerätedaten gespeichert und vor unberechtigtem Zugriff geschützt sind. Die Integrität der übertragenen Daten wird unabhängig von der Verschlüsselungsfunktion durch einen speziell generierten Schlüssel sichergestellt. Im Vergleich zu anderen Technologien werden bei LTE-M längere Schlüssel (typischerweise 128 Bit) eingesetzt, um die Sicherheit zu erhöhen. Eine Manipulation der Daten ist für das Gerät und das Netz zuverlässig nachweisbar.

Die Vorteile von LTE-M auf einen Blick


  • Übertragungsraten bis zu 350 kbit/s
  • Energiesparender Betrieb
  • Hohe Mobilität
  • Gute Gebäudedurchdringung
  • Niedrige Latenz
  • Moderate Kosten
  • Hohe Sicherheit


 

Was spricht sonst noch für LTE-M?

LTE-M basiert auf dem LTE-3GPP-Standard und ist damit 5G-kompatibel – Anwender stellen ihre IoT-Lösungen mit der Technologie sicher für die Zukunft auf. LTE-M kann zudem mit der nuSIM, einer SIM-Karte speziell für IoT, noch stromsparender und effizienter betrieben werden. Mit dieser Lösung werden die Funktionalitäten der SIM-Karte direkt in den Kommunikationschip integriert und verbrauchen so bis zu 90 Prozent weniger Strom. Darüber hinaus besteht bereits eine landesweite Netzabdeckung für LTE-M in Deutschland und in den Niederlanden. In vielen angrenzenden Ländern ist die Technologie in der Vorbereitung oder in konkreten Testphasen.


 

Wir sind für Sie da!


Wir sind für Sie da!


Benötigen Sie weitere Informationen zu unseren Angeboten oder haben konkrete Fragen? Wir helfen Ihnen gerne weiter!
 

Kontaktieren Sie uns

Benötigen Sie weitere Informationen zu unseren Angeboten oder haben konkrete Fragen? Wir helfen Ihnen gerne weiter!

Kontaktieren Sie uns

Telefonierende Frau mit Headset
Ümit Günes
Ümit Günes

Marketing Manager IoT

Seit 2015 arbeitet Ümit für die T-Systems und kennt sich in vielen Facetten des Internet der Dinge bestens aus. Er begeistert sich vor allem für Themen rund um die Digitalisierung der Geschäftswelt. Für den Blog berichtet er über neue Entwicklungen und Trends in der IoT-Welt, die für den Kunden einen echten Mehrwert bieten.