Die Überwachung von Anlagen setzt eine verlässliche Machine-to-Machine (M2M)-Kommunikation zwischen und mit ihnen voraus. Entstandene Daten müssen gespeichert, übertragen und im Backend ausgewertet werden. Mobilfunk stellt die dafür nötige Verbindung sicher, weltweit und unabhängig von möglichen Störungen bei LAN- oder WLAN-Verbindungen. Hierzu werden nicht die aus dem Privatgebrauch bekannten, sondern spezielle M2M-SIM-Karten genutzt. M2M-SIM-Karten bringen Maschinen und Geräte mit einer stabilen Verbindung via Mobilfunknetz ins Internet. Neben großen Anlagen wird dies u.a. für Ladesäulen für PKWs mit Elektroantrieb sowie kleinere Geräte, wie GPS-Tracker oder Router und viele weitere genutzt.
Wartung zum richtigen Zeitpunkt
Bei der Akku Energie Systeme GmbH aus Glinde bei Hamburg übermitteln M2M-SIM-Karten von Wherever SIM z.B. Verkehrsdaten und Batteriezustände der Akkus in den E-Bikes direkt und sicher in die Cloud zur Auswertung. Durch Predictive Maintenance können so die E-Bike-Akkus immer zum richtigen Zeitpunkt gewartet werden. Auch die Akku-Füllstände können übermittelt werden, um den richtigen Zeitpunkt für den nächsten Ladevorgang planen zu können. Neben Predictive Maintenance spielt Remote Maintenance (also die Fernwartung und -steuerung) eine immer größere Rolle, um das Ausfallrisiko zu senken. Dabei werden Störungen an Maschinen umgehend zeit- und kostensparend aus der Ferne behoben. Anfahrten und Personaleinsätze, z.B. zu weit verteilten E-Auto-Ladesäulen, werden überflüssig, wenn Fehlermeldungen aus der Ferne ausgelesen und Software-Updates aufgespielt werden können. Das ist nachhaltig und spart somit Ressourcen und Kosten. Ein weiteres Beispiel für den Einsatz von Fernwartungssystemen über Mobilfunk ist die Anwendung in Windrädern und Solaranlagen. Diese stehen häufig in ländlichen Regionen und an abgelegenen Standorten oder in Offshore-Windparks auf hoher See. Die Anlagen sind von Technikern und Servicekräften nicht leicht zu erreichen und Festnetzverbindungen für die Kommunikation mit den Anlagen gibt es nur selten – das Verlegen der Telefonleitungen wäre zu teuer. Die Wind- und Solar-Anlagen müssen seit dem Erneuerbare-Energien-Gesetz von 2021 über eine Technik verfügen, mit der die Produktionsleistung der Anlage aus der Ferne reduziert werden kann. Dies soll eine potentielle Überlastung der Stromnetze verhindern. Dazu muss dem Direktvermarkter zudem die Befugnis eingeräumt werden, jederzeit die Ist-Einspeisung abzurufen und die Einspeiseleistung der Anlagen entsprechend des Bedarfs zu reduzieren. Um diese gesetzlichen Regelungen einzuhalten, werden M2M-SIM-Karten eingesetzt. Sie funken die nötigen Daten zum Betreiber und stellen über Mobilfunknetze die Verbindung zu Geräten und Anlagen her.
M2M-SIM-Karten funken in allen Netzen
Viele Firmen nutzen für die Datenübertragung zwischen Geräten und Backend teilweise noch normale Consumer-SIM-Karten für den Privatgebrauch. Dies wirft gerade für Unternehmen eine Reihe von Problemen auf. Zum einen sind diese durch die Netzbetreiber nicht für den kommerziellen Einsatz zugelassen. Dadurch entstehen erhöhte Ausfall- und damit potenzielle Kostenrisiken. Zum anderen stellt die Nutzung von Consumer-SIM-Karten und -Routern ein massives Sicherheitsrisiko dar, etwa durch den Zugriff von Unbefugten. Das ist besonders relevant, wenn es um kritische Infrastruktur geht, oder wenn die Anlagen vitale Funktionen im Herstellungsprozess übernehmen. M2M-SIM-Karten bieten eine deutlich höhere Netzverfügbarkeit für die Datenübertragung sowie flexible Tariflösungen und notwendige Sicherheitsvorkehrungen. Sie sind für den industriellen Einsatz ausgelegt und daher für Unternehmen die richtige Wahl.
Lösungen auch für Gebiete mit grauen Flecken
Wer sich mit Mobilfunk in Deutschland beschäftigt, weiß, dass die Konnektivität in Deutschland nicht immer gegeben ist. Es gibt noch immer zu viele Regionen mit Funklöchern oder schlechter Verbindung. Nach Daten der Bundesnetzagentur vom Januar 2022 umfassen die grauen Flecken immer noch 6,44 Prozent der Fläche Deutschlands. Sie werden nur von einem der drei deutschen Netzbetreiber im 4G-LTE-Standard abgedeckt. Kunden der anderen beiden Betreiber haben dort das Nachsehen und keinen 4G-Empfang. Kein einziger Mobilfunk-Netzbetreiber in Deutschland kann eine 100%-flächendeckende Abdeckung anbieten. M2M-SIM-Karten von spezialisierten Anbietern ermöglichen es Unternehmen jedoch, mehrere Netze und damit das jeweils beste Netz am Standort zu nutzen. Dazu nutzen sie sogenanntes ungesteuertes und nationales Roaming. Beim National Roaming können mehrere Mobilfunknetze in einem Land genutzt werden und- anders als bei Consumer-SIM-Karten – stellen sie so die Netzunabhängigkeit der Mobilfunkverbindungen sicher. Ungesteuertes Roaming bedeutet, dass die SIM-Karten sich dabei nicht vorrangig in ihr eigenes Mobilfunknetz einbuchen, wie Karten der drei großen Mobilfunkanbieter Telekom, Vodafone und O2. Stattdessen suchen sich die M2M-SIM-Karten stets das am Standort beste Netz und bieten so die beste und schnellste Datenübertragung vor Ort. Dieses Prinzip gilt auch international: Weltweit können Anlagen mit M2M-SIM-Karten an rund 500 Mobilfunknetze angebunden werden. Auch an Deutschlands Grenzen können die Mobilfunknetze der Nachbarländer mitgenutzt werden, oft zum gleichen Preis wie hier.
Die Zukunft von M2M-Kommunikation
Immer wieder kommen weitere Neuerungen im Bereich der Mobilfunkstandards auf den Markt – 2G, 3G, 4G und 5G. Einige werden speziell für die Anwendungszwecke Remote und Predictive Maintenance weiterentwickelt, z.B. Long Term Evolution for Machines, kurz LTE-m. Dieser Standard ist speziell für IoT-Geräte gedacht und darauf ausgelegt, kleine Datenmengen im Internet of Things zu übertragen. LTE-m wurde erstmals mit 4G LTE verwendet und wird nun mit 5G weiter optimiert. Es lassen sich damit bessere Reichweiten, etwa in Gebäuden, erzielen, um auch bei enorm großen Entfernungen und damit einhergehender schlechter Signalqualität Daten sicher zu übertragen. Es wird jedoch auch weiterhin viele Anwendungsfälle geben, bei denen 4G oder 5G die bessere Wahl ist, z.B. bei der Übertragung von hohen Datenmengen oder wenn spezielle Hardware nicht vorhanden oder noch zu teuer ist. Gemeinsam mit Experten, der richtigen Technik und der besten Verbindung können Unternehmen Betrieb und Wartung ihrer Geräte und Anlagen zukunftssicher machen.
