Cat M1 Wireless: Was ist es und warum sollten Sie es verwenden?

Category M1 oder Cat M1 wird manchmal auch als LTE-M abgekürzt. Es ist eine Mobilfunktechnologie mit einem Niedrigenergieweitverkehrnetz (Low-Power-Wide-Area-Network, LPWAN). Sie wurde speziell für IoT-Projekte entwickelt. Dabei bietet diese Technologie durchschnittliche Upload-Geschwindigkeiten zwischen 200 kbit/s und 400 kbit/s. Sie haben das richtig gelesen: KILOBITS pro Sekunde. In der modernen Welt der Internetgeschwindigkeiten in Gigabit (eine Million Kilobit) klingt das für durchschnittliche Nutzer:innen fast unbrauchbar. Jedoch liegt der Wert der Daten in der Welt des industriellen IoT in ihrer Qualität über die Zeit. Er liegt nicht unbedingt in ihrer Menge oder Übertragungsgeschwindigkeit.

Die Industrie 4.0, Edge-Computing und das IoT stellen gewaltige Sprünge nach vorne dar. Hierfür bilden die Mobilfunkdaten das Bindeglied. Denken Sie darüber nach! Bevor Smartphones zur Norm wurden, war der Zugriff auf das Internet beschränkt auf Ihren Arbeitsplatz oder WLAN-Hotspots. Nur dort konnten Sie Informationen abrufen oder Arbeiten erledigen. Dann kamen Smartphones und veränderten die Art des Internetzugangs. Sie öffneten die Schleusen für Informationen und Produktivität. Wiederum ebnete dies den Weg für Fortschritte bei der Integration des Mobilfunks in die breitere Computerlandschaft. Das reicht weit über das Telefon in Ihrer Tasche hinaus. Angesichts der langsamen Geschwindigkeiten mag es paradox erscheinen. Dennoch ist das Cat M1 ein Beispiel für diese Fortschritte. Zudem ist es ein leistungsstarkes Werkzeug für die zunehmende Verbindung von Menschen, Orten und Dingen.

Mobilfunkverbindungen für das IoT

Der Markt für das IoT ist gewachsen. Gleichzeitig  sind auch die Akzeptanz und die Verwendung von Geräten mit Mobilfunkverbindung gestiegen. Es ist keine Überraschung. Eine permanente Vernetzung, unabhängig von Ethernet oder WLAN stellt eine attraktive Option für Innovator:innen dar. Diese möchten Geräte möglicherweise dort anschließen, wo kein Internetzugang oder WLAN-Signal verfügbar ist. Außerdem benötigen viele eine störungssichere Option, falls das Internet ausfällt.

Wir möchten, dass unsere persönliche Datenverarbeitung so schnell wie möglich ist. Das gilt auch dann, wenn wir Mobilfunkdaten verwenden. Weder haben wir die Zeit noch die Geduld, darauf zu warten, dass unsere Webseiten geladen oder Videos zwischengespeichert werden. Hingegen ist bei einem leichtgewichtigen Edge-Gerät die Geschwindigkeit nicht annähernd so wichtig. Schließlich überträgt und verarbeitet es kleine Datenpakete. Hier spielen die monatlichen oder jährlichen Betriebskosten die Hauptrolle. Somit erreichen wir den Punkt, an dem Technologien wie Cat M1 glänzen. Hier sind es andere Informationen, die zwischen industrellen IoT-Geräten oder von diesen Geräten zur Cloud ausgetauscht werden. Sie unterscheiden sich von den Daten, die Benutzer:innen gewöhnlich über 4G oder 5G senden. Daher sind die Kosten für Standard-Datentarife höher. Zudem sind sie auch höher als das, was IoT-Architekt:innen benötigen. Somit waren Optionen mit geringerer Leistung, weniger Bandbreite und niedrigeren Kosten also unumgänglich für das Wachstum der vernetzten Technologie.

Das Aufkommen von Cat M1 LTE

Verlässlichkeit und Kosteneffizienz treiben die Entwicklung des industriellen IoT voran. Daher werden langsamere Schmalband-LTE-Optionen wie Cat M1 zu einer immer attraktiveren Option für alle, die an heutigen Industrie 4.0-Projekten beteiligt sind. Cat M1-WLAN ist eine kosteneffiziente Alternative zu teureren, wenn auch schnelleren, WLAN-Optionen. Im Gegensatz zu anderen Mobilfunkoptionen benötigt diese deutlich weniger Strom und Bandbreite. Das bedeutet, dass Modems manchmal mit Batterien oder durch die Verwendung von Solarpanels betrieben werden können. So haben Integrator:innen die Möglichkeit, Geräte an abgelegenen Orten zu platzieren. Meist sind dort an weder verlässliches Internet noch Strom verfügbar. Gleichzeitig sind die Kosten skalierbar und behindern nicht das Wachstum des Projekts.

Darüber hinaus ist das Preismodell für Cat M1-Mobilfunkdienste in der Regel völlig anders als die eher übliche Abdeckung mit 3, 4 oder 5G. Da die Datenpakete kleiner sind und meist seltener gesendet werden, ist die Bandbreitennutzung minimal. Das bedeutet, dass Mobilfunkanbieter, die Cat M1 bereitstellen, oft viel weniger für Service-Abonnements berechnen. In Deutschland bieten sowohl die Deutsche Telekom als auch Vodafone spezielle Preis- und Servicemodelle an.

Bedeutet das, dass Cat M1 immer Ihre beste und kostengünstige Alternative zum eher typischen LTE-Dienst ist? Nicht ganz.

Wann sollten Sie den Einsatz von Cat M1 in Betracht ziehen?

Cat M1 wurde in erster Linie für Effizienz entwickelt. Ihre Anwendung erfordert die Übertragung großer Datenpakete, eine konstante Verbindung oder schnelle Geschwindigkeiten bei der Datenverarbeitung? Dann ist Cat M1 wahrscheinlich keine brauchbare Lösung. Beispielsweise wird das Surfen im Internet oft als die grundlegendste Funktion der Verbindung auf Verbraucerniveau angesehen. Jedoch würde Cat M1 Ihre Geduld beim Stöbern auf Ihren Lieblingswebsites schnell auf die Probe stellen. Die Art der Netzwerkkonnektivität sollte sich immer nach der gewünschten Funktionalität richten, nicht nach den Kosten für das Modem oder den Dienst.

Zudem ist es wichtig zu erwähnen, dass Cat M1 nicht einfach „plug-and-play“ ist wie andere LTE-Lösungen. Es gibt keinen Brückentreiber in Windows oder Linux, der Cat M1-Modems unterstützt. Daher müssen Anwendungen so geschrieben werden, dass sie direkt mit dem Modem kommunizieren. Das erfordert direkte AT-Befehle. Sie sind daran interessiert, Cat M1-Technologien in ihre Anwendungen zu integrieren? Dann haben wir einige Beispielcodes und Dokumentationen, die Ihnen den Einstieg erleichtern. Allerdings müssen Sie voraussichtlich auch mit Ihrem Mobilfunkanbieter zusammenarbeiten. Zudem müssen Sie einige interne Entwicklungsarbeit leisten, um Informationen effektiv zu vermitteln.

Cat M1 im Vergleich zu NB-IoT

Neben Cat M1 ist Narrowband Internet of Things (NB-IoT) die andere drahtlose Kommunikationstechnologie, die häufig mit industriellen IoT-Projekten verbunden wird. NB-IoT ist eine weitere LPWAN-Technologie. Sie arbeitet mit einer noch geringeren Bandbreite (180 kHz) als Cat M1 (1,4 MHz). Aufgrund der geringen Bandbreitennutzung sind die Datenübertragungsgeschwindigkeiten sogar noch geringer. Damit sind Uploads mit nur 26 kbit/s möglich. Neben den begrenzten Datenübertragungsfähigkeiten ist eine der größten Einschränkungen des NB-IoT, dass es nur für stationäre Anwendungen verwendet werden kann. Das liegt daran, dass es keine Übertragung von Mobilfunkmasten zulässt. In einem zukünftigen Beitrag werden wir die Gemeinsamkeiten und Unterschiede zwischen Cat M1 und NB-IoT noch näher erläutern.

Cat M1 ist eine Mobilfunktechnologie speziell für vernetzte Geräte. Sie ist eine Möglichkeit, Ihr IoT-Projekt zu vernetzen. Dabei ist jeder Anspruch an die Konnektivität einzigartig. So ist sie nicht für jede Anwendung mit LTE geeignet. Der Datentyp, die Menge und die Upload-Häufigkeit, die Sie benötigen, bestimmen, welche Verbindungsmethode und Technologie am besten für Ihr Projekt geeignet ist. Für leichtgewichtige Anwendungen, die Datenpakete verarbeiten und regelmäßig kleinere Datenbits übertragen, wird Cat M1 jedoch zum echten Gewinn. Daneben sollten Sie auch abwägen, welche Methode der Anbindung an das Mobilfunknetz für Sie am sinnvollsten ist. Bereits zuvor haben wir uns mit den verschiedenen Optionen zur Anbindung von Geräten an die Mobilfunktechnologie befasst. Mit dabei ist auch unsere anpassbare Linie der 4G-LTE-fähigen Extrovert-Produkte. Dennoch ist ein Austausch mit unserem Team immer am besten. So können wir Ihnen dabei helfen, die beste Methode zur Implementierung zu bestimmen.

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