LTE-Modul für M2M Erstes Modul für LTE-Cat-NB1 kommt zum Jahresende

M2M-Kommunikation auf der Grundlage des LTE-Standards ermöglicht das Funkmodul SARA-N2 der u-blox AG für LTE-Cat-NB1 (NB-IoT).
M2M-Kommunikation auf der Grundlage des LTE-Standards ermöglicht das Funkmodul SARA-N2 der u-blox AG für LTE-Cat-NB1 (NB-IoT).

Kaum hat das 3GPP (3rd Generation Partnership Project) die Erweiterung des LTE-Standards um eine besonders stromsparende Variante für M2M-Applikationen – mit niedriger Datenrate und hoher Reichweite – standardisiert, kündigt die u-blox AG schon das erste passende Funkmodul an: SARA-N2.

Das weltweit erste Mobilfunkmodul, das dem im Release 13 der 3GPP als LTE-Cat-NB1 (LTE: Long Term Evolution) standardisierten Übertragungsverfahren entspricht, hat die u-blox AG für Anfang 2017 angekündigt. Entwickler sollen bereits im vierten Quartal Muster des Funkmodules SARA-N2 für LTE-Cat-NB1 erhalten. Die Vorteile der neuen LTE-Variante, die zuvor auch als NB-IoT (Narrow Band IoT) bezeichnet wurde, liegen in der geringen Komplexität der Transmitterschaltung, die eine extrem niedrige Energieaufnahme ermöglicht, und in der Unterstützung von bis zu 150.000 Geräten pro Funkzelle. Gegenüber dem bisher für M2M-Anwendungen genutzten GPRS (General Packet Radio Service) bietet LTE-Cat-NB1 eine um 20 dB höhere Leistungsübertragungsbilanz (link budget). Damit lassen sich nicht nur größere Reichweiten pro Funkzelle erzielen, sondern es sind zuverlässige Funkverbindungen zu Transceivern möglich, die in Gebäuden oder unter der Erde installiert sind – beispielsweise zur Fernabfrage von elektronischen Elektrizitäts- und Wasserzählern in Kellern und Versorgungsschächten.

Im Vergleich zu LPWANs (Low Power Wide Area Network), die im lizenzfreien Spektrum arbeiten, bietet LTE-Cat-NB1 mehr Sicherheit und ist frei von Störsignalen, da es mit LTE das für diesen Mobilfunkstandard reservierte und lizenzierte Spektrum nutzt. LTE-Cat-NB1 benötigt lediglich eine Bandbreite von 200 kHz und es kann parallel zu den vorhandenen 2G- und LTE-Netzwerken betrieben werden. Für die Netzbetreiber hat LTE-Cat-NB1 zudem den Vorteil, dass sie kein neues Netz aufbauen müssen – in den meisten Fällen genügt eine Anpassung der Software. Die Kopplung an den LTE-Standard bietet LTE-Cat-NB1 außerdem den Vorteil des weltweiten Roaming. Damit sind auch mobile Applikationen, z.B. zum Überwachen von Gütern in der Logistikbranche möglich.    

Das Funkmodul SARA-N2 von u-Blox, in Deutschland von der SE Spezial-Electronic AG vertrieben, wurde für den Einsatz in Messeinrichtungen von Versorgungsunternehmen, für die Lokalisierung von Gütern sowie für die Überwachung in der Landwirtschaft und im Umweltschutz entwickelt. Dank der energiesparenden Konzeption kann das Funkmodul mit einer Primärzelle zwischen 10 und 20 Jahre lang betrieben werden. Empfangen werden können Daten mit einer Datenrate bis zu 227 kbit/s (Downlink). In die Gegenrichtung (Uplink) sendet das Funkmodul mit bis zu 21 kbit/s. Um einen Einsatz in unterschiedlichen Regionen zu ermöglichen unterstützt ein SARA-N2-Funkmodul drei Funkbänder.

Das LGA-Gehäuse (Land Grid Array) des SARA-N2-Funkmoduls für LTE-Cat-NB1 folgt mit 16 x 26 mm2 dem Vorbild der anderen u-blox-Funkmodule, so dass ein Leiterplattenlayout für mehrere Funkmodule, die unterschiedliche Funkstandards unterstützen, entworfen werden kann. Diese Art der Kompatibilität nennt u-blox „Nested-Design-Konzept“. Damit ist ein Umstieg von älteren GSM- (Global System for Mobile Communications), HSPA- (High Speed Packet Access) oder CDMA- (Code Division Multiple Access) Modulen von u-blox auf das neue LTE-Cat-NB1-Modul SARA-N2 durch einfachen Modultausch möglich, ohne Änderungen an der Leiterplatte.