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18 Elektronik 0 3 2025 KommuniKationsmesstechniK Offizieller Medienpartner tooth IEEE Wi-Fi IEEE UWB sowie die von der Connec tivity Standard Alliance CSA unterstützten Standards Das 3GPP-Konsortium hat mehrere Tech nologien für die Maschinenkommunikation definiert darunter GPRS EC-GSM NB-IoT und LTE-M Mit Red-Cap erweitert sich das Internet der Dinge nun auf 5G-Konnektivität Die Motivation für RedCap ist viel schichtig Es besteht Bedarf an Geräten mit geringerer Komplexität und niedrigerem Energieverbrauch Diese sollen dennoch höhere Durchsatz raten für die Maschinenkommunikation ermöglichen und dabei die Flexibilität des 5G-Systems sowie die QoSzentrierte Netzwerkarchitektur effektiv nutzen Ein grundlegendes Ziel ist die vollständige Integration des IoT in 5G Letzteres bietet erhebliche Vorteile für den Netzbe treiber Er kann die servicebasierte dynamische und flexible 5G-Netzarchitektur nutzen Beispielsweise lässt sich das Network Slicing nun speziell für IoT-Anwendungen konfigurieren Verschiedene IoT-Anwendungen Frühe IoT-Implementierungen fokussierten auf eine einfache Kommunikation zwischen Maschinen Die Datenraten waren niedrig und die Anforderungen an die Dienstgüte Quality of Service QoS gering Der Fokus lag auf einem sensorbasierten endgeräteorientierten Netzwerk Spätere IoT-Implementierungen deckten anspruchsvollere Klassifikationen ab Ein Beispiel ist der Übergang von datenzentrischen hauptsächlich auf den Downlink ausgerichteten Smartphone-Geräten hin zu ereignisgesteuer ten IoT-Geräten die in der Lage sind in Uplink-Richtung ein größeres Datenvolumen zu übertragen – zum Beispiel Über wachungs kameras Massive IoT Effiziente Vernetzung vieler Geräte Massive IoT deckt in erster Linie weiträumige Anwendungsfälle ab die Vernetzung einer großen Anzahl einfacher preiswerter Geräte die bei relativ geringem Datendurchsatz lange Batterie laufzeiten bieten Meist sind damit sporadisch auftretende Datenverbindungen ohne explizite QoS-Anforderungen realisiert NB-IoTund Cat-M-Technologien ergänzen sich Weltweit haben 124 Dienste an bie ter NB-IoT-Netze aufgebaut oder kommerziell in Betrieb genommen 57 unterhalten ein Cat-M-Netz und 56 beide Typen NB-IoT und Cat-Merlauben eine reibungslose Evolution hin zu 5G – sie können auch nach der Einführung von 5G in den gleichen Bändern weiterbetrieben werden Zu den kommerziellen Geräten für Massive IoT gehören zahlreiche Messgeräte Sensoren Tracker und Wearables Next-Generation eNB NGeNB stellt hier eine wichtige Erweiterung dar NGeNB bedeutet eine Erweiterung der bisherigen LTE-Basisstation eNB indem sie eine direkte Verbindung zum 5G-Kernnetz herstellt Vereinfacht gesagt wird der existierende NB-IoT-Standard in das 5G-System integriert und garantiert damit den Fortbestand vorhandener IoT-Anwendungen Breitband-IoT Höhere Datenraten und geringere Latenzen Breitband-IoT geht noch einen Schritt weiter und erweitert die Technologie auf weiträumige Anwendungsfälle mit höheren Durchsätzen geringeren Latenzen und größeren Datenmengen als sie Massive IoT unterstützen kann LTE unterstützt bereits viele Anwendungsfälle in diesem Segment Bis Ende 2025 werden 34 % der zellularen IoT-Verbindungen auf Breitband-IoT entfallen wobei mehrheitlich 4G genutzt wird Die Einführung von 5G New Radio NR sowie die Erweiterungen in 5G-Advanced bewirken dass die Datenübertragungsraten in diesem Segment erheblich steigen werden Critical IoT Zeitkritische Anwendungen Eine weitere wichtige Anwendung ist das Critical IoT das für die zeitkritische re si liente Mission-Critical-Kommunikation sowohl in weiträumigen als auch in lokalen Anwendungsfällen verwendet wird Diese Anwendungen erfordern eine garantierte Datenübertragung mit vorgegebenen Latenzzielen oder ein QoS-Anforderungsprofil wie ein Prio ri täts profil Für ein Critical IoT werden 5G-Netze mit erweiterten Funktionen für die zeitkritische Kommunikation genutzt Die ersten Module zur Unterstützung sicherer Mission-Critical-IoT-Anwendungsfälle wurden im Jahr 2021 in Betrieb genommen Typisch dafür sind Cloudbasierte künstliche Intelligenz und virtuelle Realität Cloud-Robotik sicherheitsrelevante Sensornetze autonome Fahrzeuge und fortgeschrittenes Cloud-Gaming sowie die Echtzeitkoordination und -steuerung von Maschinen Prozessen und Notrufdiensten Fazit RedCap als Wegbereiter für das IoT der Zukunft 5G RedCap ist eine Erweiterung des Standards der die Lücke zwischen Low-Endund High-End-IoT-Technologien schließt Die Integration in das 5G-Ökosystem verspricht eine neue Generation von IoT-Geräten und Anwendungsfällen die sowohl Nutzer als auch Netzbetreiber voranbringen nw Rohde Schwarz auf der embedded world Halle 4 Stand 218 Bild 2 Der CMX500 OBT lite ist eine umfassende Testlösung für den kompletten 5G-RedCap-Lebens zyklus Bild Rohde Schwarz Reiner stuhlfauth ist Technology Manager Wireless bei Rohde Schwarz