Das Paradigma Internet of Things (IoT) präsentiert sich als die nächste Zukunft des Internets. Es zielt darauf ab, jedem Objekt (d.h.Ding) die Fähigkeit zu geben, sich mit dem Internet zu verbinden und mit anderen Objekten wie Autos, Tieren, Pflanzen usw. zu kommunizieren. Welche Geräte, Kommunikationstechnologien und Plattformen helfen können, bleibt für viele Unternehmen ein Rätsel.
Es wurden verschiedene Arten von Forschung zum IoT durchgeführt, was zu seiner Verbesserung und Entwicklung von Technologien und Kategorien basierend auf spezifischen Projekten geführt hat. So wurden beispielsweise allgemein bekannte Kategorien gebildet, wie Smart Homes, Smart Cities, Smart Transport, Smart Environment, Smart Grid und Smart Water Systeme. Es gibt aber kein festes Modell für den Einsatz für IoT, sondern alles hängt von den Anwendungsfällen ab. Eine IoT-basierte Lösung in einer Kategorie kann durchaus als Lösung in einer anderen Kategorie dienen. Dies hat dazu geführt, dass Experten die Verbindung von mehr als 20 Milliarden Objekten bis 2021 erwarten.
Die Auswahl der richtigen drahtlosen Kommunikationstechnologie spielt von Anfang an eine wichtige Rolle.
Die Kommunikationstechnologie ist eines der Schlüsselpunkte, die alle «Dinge» im IoT zu einem Internet der Dinge-Netzwerk zusammenführt. Dadurch werden die Protokollinteroperabilität, Robustheit, Entfernung und die Anwendungsfälle für Ihre Anwendung festgelegt. Die drahtlose Kommunikationstechnologie bietet die Vorteile der Mobilität, der Kabellosigkeit, des einfachen Hinzufügens weiterer Geräte zum Netzwerk und der einfachen Möglichkeit, jedem Objekt die Möglichkeit zu bieten, sich mit dem Internet zu verbinden.
Nach der Auswahl der Hardware und Kommunikationstechnologie ist die Auswahl der richtigen IoT Plattform, die für IoT-Einsätze verwendet werden, eines der wichtigsten Faktoren. Unternehmen entscheiden sich mit der Auswahl einer Cloudlösung für einen Grundbaustein, welcher mit ändernden technologischen und ändernden Konnektivitäten kompatibel sein sollten. Des Weiteren sollte die Verbindung und Integration von Objekten der physischen Welt in die Cloud für Personen mit grundlegenden IT-Kenntnissen ermöglicht werden. Aus diesem Grund sollte die Plattform, die IoT-Entwicklungen und -integrationen und Einsätze von neuen Technologien und Devices kostengünstig und ohne Programmieraufwand ermöglichen können.
Unterschiedliche IoT-Szenarien erfordern ein unterschiedliches Modell des Einsatzes mit unterschiedlichen Parametern eines Netzwerkanbieters.
Zum Beispiel erfordert das intelligente Transportwesen eine Netzwerktechnologie, die in der Lage ist, Mobilität zu bewältigen. Smart Cities hingegen benötigen eine Netzwerktechnologie, die in der Lage ist, Langstrecken-Kommunikation zu handhaben. Eine intelligente Umgebung erfordert eine Netzwerktechnologie, die Naturkatastrophen bewältigen kann. Was auffällt ist, dass die unterschiedlichen Netzwerktechnologien mit unterschiedlichen Eigenschaften bestückt sind und für unterschiedliche Anwendungsfälle benutzt werden können. Für die kurze Reichweite gibt es ZigBee, eine Spezifikation für drahtlose Netzwerke mit geringem Datenaufkommen und geringem Stromverbrauch. Für die Reichweite mit langem, mittlerem Bereich gibt es unterschiedliche Kommunikationstechnologien (LoRa, Sigfox, Nb-IoT, LTE-M etc.). Low Power Wide-Area Networks (LPWANs) werden bestehende und viele neue IoT-Anwendungen verbessern, da sie einen geringen Stromverbrauch haben und der damit verbundenen weitreichenden Kommunikationstechnologien eine ideale Möglichkeit anbieten. LPWANs arbeiten in Funkfrequenzbändern, die lizenziert und nicht lizenziert sind. Die wichtigsten Merkmale von LPWANs, die das Design für IoT-Netzwerke leiten sollten, sind:
- erweiterte Netzwerkabdeckung nötig
- Reichweite Entfernung
- Datenübertragungsgeschwindigkeit
- geringe Kosten für Bereitstellung
- Geräten, die verzögerungstolerant sind
- keine hohen Datenraten benötigt
- ein Funknetzwerk mit geringem Stromverbrauch
Insbesondere die Überwachung eines Systems oder von Füllstandszuständen ist ein perfekter Fall, in den LPWANs passen.
Zusammengefasst ist LPWAN nur eines von vielen Beispielen für die Umsetzung von spezifischen Anwendungsfällen. Wichtig ist eine gewisse Kontrolle des Chaos und das Ziel Ordnung in die Unordnung zu bringen, die das IoT erzeugen kann. Bis heute gibt es noch keine universale Systemarchitektur, obwohl es zwingend notwendig ist, dass Paradigmen für eine effektive Nutzung und Implementierung fest gelegt werden. Es fehlt die Reflexion an architektonischen Entscheidungen, da die Anzahl der isolierten Standards, die nicht berücksichtigen, dass Geräte Daten austauschen.
