![\"\"](\"https:\/\/transportconnected.de\/wp-content\/uploads\/2020\/07\/Konnektivit\u00e4tstechnologien.png\")
<\/p>\nDie Grundlage aller Systeme zur Optimierung der Prozesse rund um das Fahrzeug, das Transportgut oder sonstiger Assets sind Konnektivit\u00e4tsl\u00f6sungen, die eine Informations\u00fcbertragung zwischen dem mobilen Objekt einerseits und ortsfesten Komponenten andererseits erm\u00f6glichen.<\/p>\n
Neben den Beschaffungs- und Betriebskosten dieser Kommunikationssubsysteme sind die Reichweite und die erzielbare Datenrate die bestimmenden Parameter bei der Auswahl der Technologie. Die Anforderungen an Reichweite und Datenrate h\u00e4ngen stark vom jeweiligen Anwendungsfall ab.<\/p>\n
In nachfolgendem Diagramm sind die heute im Bereich des Verkehrs- und Transportwesens eingesetzten Konnektivit\u00e4tstechnologien dargestellt und hinsichtlich Datenrate und Reichweite grob klassifiziert. Daneben sind gerade im Bereich der Objektidentifikation auch optische Systeme stark verbreitet, wie etwa Barcode-Scanner. Diese Technologien werden hier jedoch nicht weiter betrachtet.<\/p>\n
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\u00dcbersicht der relevanten Konnektivit\u00e4tstechnologien (Eigene Darstellung)<\/p>\n
Hinsichtlich Datenrate und Reichweite sind die auf dem GSM-Standard aufbauenden zellularen Mobilfunksysteme die Spitzenreiter. Mittlerweile steht die Einf\u00fchrung der 5. Generation dieser Technologie bevor (\u201e5G\u201c). Obwohl die Reichweiten der ortsfesten Basisstationen nur bis ca. 35 km Radius abdecken k\u00f6nnen, wird aufgrund der zellularen Netzstruktur und dem praktizierten \u201eHandover\u201c von einer Zelle zur n\u00e4chsten f\u00fcr den Nutzer eine scheinbar unbegrenzte Reichweite erreicht (zumindest solange man sich in einer gut mit Basisstationen versorgten Region aufh\u00e4lt).
\nDie zellulare Mobilfunkkommunikation ist daher typischerweise bei Anwendungen zu finden, bei denen das mobile Objekt, z.B. ein Fahrzeug, gro\u00dfe Strecken zur\u00fccklegt.<\/p>\n
Bei Anwendungen in Regionen, in denen keine oder nur eine geringe Mobilfunkabdeckung gew\u00e4hrleistet ist (z.B. bei Schiffen auf den Ozeanen), kommt auch Satellitenkommunikation zum Einsatz. Typische, heute im Einsatz befindliche Systeme sind beispielsweise Orbcomm, Thuraya und Iridium. Die erzielbaren Datenraten sind deutlich kleiner als beim terrestrischen Mobilfunk. Es ist jedoch durch die angek\u00fcndigten Satellitensysteme f\u00fcr weltweite Internetversorgung mittels Hunderter erdnaher Satelliten (z.B. Starlink von SpaceX) zu erwarten, dass hier k\u00fcnftig \u00e4hnliche Datenraten wie bei den terrestrischen Mobilfunksystemen angeboten werden.<\/p>\n
F\u00fcr Anwendungen, in denen der Bewegungsradius des mobilen Objekts auf wenige Dutzend Meter beschr\u00e4nkt ist, andererseits aber eine hohe Datenrate notwendig ist, hat sich das \u201eWireless Local Area Network\u201c (kurz WLAN) nach dem IEEE-Standard 802.11 etabliert (au\u00dferhalb Deutschlands wird diese Kommunikation Wi-Fi genannt). Ein typischer Anwendungsfall sind beispielweise Fahrzeuge innerhalb eines Betriebsgel\u00e4ndes, die Daten mit einer Managementzentrale austauschen.<\/p>\n
Mit der Verbreitung der so genannten Laptops, Tablets und Smartphones wurde auch Bluetooth, ein funkbasierter Industriestandard f\u00fcr Punkt-zu-Punkt-Verbindungen, bekannt. Die maximale Reichweite ist mit WLAN vergleichbar, die Datenrate jedoch deutlich geringer. Bluetooth wird bei Consumer-Elektronik gern zur Anbindung von Peripherieger\u00e4ten verwendet, z.B. bei kabelloser Anbindung einer Freisprechanlage an ein Smartphone. Interessant im Bereich des mobilen \u201eInternet der Dinge\u201c ist bei kleinen Entfernungen (ca. 10 m) der Bluetooth-Ableger \u201eBluetooth Low Energy\u201c (kurz BLE), der eine Erweiterung des Bluetooth-Standards darstellt. Die BLE-Endger\u00e4te sollen einen deutlich geringeren Energieverbrauch aufweisen und damit einen monatelangen autarken Betrieb erm\u00f6glichen, beispielsweise um Sensordaten von einem mobilen Objekt periodisch an einen Empf\u00e4nger zu \u00fcbertragen.<\/p>\n
Eine seit langem verbreitete Konnektivit\u00e4tstechnologie ist die \u201eRadio Frequency Identification\u201c (kurz RFID) zum automatischen und ber\u00fchrungslosen Identifizieren von Objekten (und auch Lebewesen) mittels Funkwellen. Ein so genannter Transponder am Objekt reagiert auf Funkwellen im HF-, UHF- und Mikrowellenbereich, die ein RFID-Leseger\u00e4t aussendet, und antwortet mit seinem Identifikationscode. \u201ePassive\u201c Transponder nutzen zur Energieversorgung die einstrahlenden Abfragefunkwellen, \u201eaktive\u201c Transponder verf\u00fcgen \u00fcber eine eigene Energieversorgung und k\u00f6nnen damit gr\u00f6\u00dfere Reichweiten realisieren. Im Bereich von Transport und Logistik werden RFID-Transponder verbreitet als Alternative zu optischen Systemen (Barcode-Scanner) eingesetzt, um G\u00fcter und\/oder Ladungstr\u00e4ger (z.B. Paletten oder Gitterboxen) automatisch zu identifizieren. Die auf RFID aufbauende \u201eNear Field Communication\u201c (kurz NFC) ist ein internationaler \u00dcbertragungsstandard zum kontaktlosen Austausch von Daten per elektromagnetischer Induktion \u00fcber kurze Strecken (wenige Zentimeter!). Die Hauptanwendung ist das kontaktlose Bezahlen. Aufgrund der geringen Reichweite spielt NFC im Verkehrs- und Transportwesen sonst keine Rolle.<\/p>\n
F\u00fcr das seit einigen Jahren diskutierte \u201eInternet der Dinge\u201c (Internet of Things, kurz IoT) werden, sofern das \u201eDing\u201c mobil ist, f\u00fcr viele Anwendungen Konnektivit\u00e4tstechnologien ben\u00f6tigt, die zwar keine allzu gro\u00dfen Datenraten aufweisen m\u00fcssen, aber deutlich gr\u00f6\u00dfere Reichweiten im Vergleich zu WLAN oder BLE. Eine weitere Anforderung f\u00fcr IoT-Kommunikationsl\u00f6sungen ist ein m\u00f6glichst geringer Energieverbrauch, damit die das \u201eDing\u201c \u00fcberwachenden Ger\u00e4te m\u00f6glichst lange autark \u00fcber Batterien, Akkus und\/oder Solarzellen versorgt werden k\u00f6nnen. Daf\u00fcr bieten sich NB-IoT, LoRa sowie Sigfox an. Diese Technologien werden auch mit dem Oberbegriff \u201eLow Power Wide Area Network\u201c (kurz LPWAN) bezeichnet.<\/p>\n
NB-IoT basiert auf den bestehenden zellularen Mobilfunknetzen, speziell dem LTE-Standard, bietet aber nur eine schmalbandige Daten\u00fcbertragung. Die Endger\u00e4te ben\u00f6tigen daher wesentlich weniger Energie als normale Mobilfunkmodule und verf\u00fcgen \u00fcber eine hohe Geb\u00e4udedurchdringung, ideal also auch zur Kommunikation mit Objekten innerhalb von Geb\u00e4uden. Allerdings handelt es sich um eine \u201elizenzierte\u201c LPWAN-L\u00f6sung, so dass im Betrieb entsprechende Kosten entstehen.<\/p>\n
LoRa (z.T. auch als LoRaWAN bezeichnet: Long Range Wide Area Network) basiert auf einer Stern-Topologie. Die Endger\u00e4te am mobilen Objekt (oft als LoRa-Nodes bezeichnet) kommunizieren prim\u00e4r im Uplink mit einem zentralen Gateway, das die empfangenen Daten dann via Internet an die Applikationsserver sendet. Die LoRaWAN-Spezifikation ist frei verf\u00fcgbar, nutzt jedoch ein propriet\u00e4res und patentiertes \u00dcbertragungsverfahren. Gateway und Nodes sind relativ preisg\u00fcnstig, so dass sich mit LoRa z.B. eigene Firmennetze an unterschiedlichen Betriebsst\u00e4tten aufbauen lassen.<\/p>\n
Sigfox ist ein weltweites Funknetzwerk eines gleichnamigen franz\u00f6sischen Unternehmens. Sigfox ist mit LoRa vergleichbar, bietet eine etwas geringere Datenrate und eine etwas h\u00f6here Reichweite.<\/p>\n