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Auf das richtige IoT-Netz kommt es an

Wie Daten kostengünstig in die Blockchain kommen

28. März 2018, 10:59 Uhr | Aurelius Wosylus, Country und Sales Director Sigfox Deutschland

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

IoT-Sensoren in die Blockchain integrieren

Neben den Kosten der Blockchain-Technik an sich spielt im Rahmen der Warenwirtschaft dabei insbesondere die Erfassung und Übermittlung der Daten an die Blockchain eine entscheidende Rolle. Diese Lieferung einzelner Datensätze muss kostengünstig sein, wenn Blockchains zum Standard der Dokumentation werden sollen. Das erfordert die passende IoT-Sensorik, die es möglichst günstig anzubinden gilt. Bei Blockchains im Tracking & Tracing Bereich wollen Kunden beispielsweise jederzeit wissen, wo das Gut aktuell ist und in welchem Zustand es sich wo befindet und wie dort die Umweltbedingungen aussehen. Es werden also Vergleichsweise viele Datensätze über den Zeitverlauf benötigt. Nur so lässt sich etwa überwachen, ob ein LKW oder Container auf der Fahrt zwischen Lieferant und Logistikhub umgeladen wurde oder ob ein Produkt tatsächlich ohne Unterbrechungen die Kühlkette durchlaufen hat. So nutzen zum Beispiel Lieferdienste für Lebensmittel auf der letzten Meile häufig keine Kühlwagen, sondern verwenden stattdessen Trockeneis als Kühlmittel in den Boxen. Dann muss jedes Gebinde mit den zu kühlenden Lebensmitteln einzeln getrackt werden.

Um beispielsweise alle 15 Minuten aus tausenden von Boxen Messdaten an die Blockchain zu übermitteln zu können, ist eine sehr kostengünstige IoT-Vernetzung erforderlich. Welcher Datenpfad kommt dafür in Frage und was kostet er? Grundsätzlich braucht ein solches Setup keine Gigabit-Datentarife: Eine Nachricht mit Temperaturwert ist nur rund 2 Byte groß. Geolokalisierungsdaten rund 6 Byte. Bei einer Übermittlung alle 15 Minuten ergibt sich daraus für jedes angebundene Gerät ein Datenvolumen von lediglich rund 70 KB für ein ganzes Jahr.

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Früher lohnte es sich nicht, darüber auch nur nachzudenken: In Zeiten, wo eine SMS noch 10 Cent kostete, hätten sich hieraus jährliche Übertragungskosten von mehr als 3.500 Euro pro Device ergeben (0,1 € * 4 *24 *365= 3504,- €) – ein Vielfaches dessen, was die wöchentliche Onlinebestellung von Lebensmitteln kostet. Lieferkostenfrei geht das heute nämlich schon ab rund 50 Euro. Idealerweise liegen die Übertragungskosten deshalb bei fast Null, denn nur so kann eine engmaschige Datenübermittlung an Blockchains oder sonstige Dokumentationssysteme ohne zu hohen Kostenaufwand installiert werden.

Neue Netze für IoT-Sensoren

Nun gibt es mittlerweile auch Tarife zur M2M-Kommunikation über Mobiltelefonie. Doch auch sie muss man verwalten, was bei hunderten oder gar tausenden Behältern sehr aufwendig wird. Außerdem müssten auch die Investitionskosten drastisch sinken, denn 5 Euro für eine SIM-Integration lohnt den Investitionsaufwand nicht – so gern man diese Daten auch in die Blockchain schreiben würde. Der Markt fordert deshalb bezahlbare Systeme. Die IoT-Anbindung muss also deutlich günstiger werden.

Eines der kosteneffizientesten IoT-Netze ist Sigfox, ein Low Power Wide Area Network (LPWAN), das sich weltweit im Ausbau befindet und in Deutschland bis Ende 2018 voraussichtlich rund 85 Prozent Netzabdeckung erreichen wird. Ein Sigfox-Modul kostet nur rund 2 Euro und für Einmalverbindungen wurde bereits Hardware vorgestellt, die rund 20 Cent kosten soll.

Satelliten überwachen sogar Container auf dem Meer

Warum ist das Sigfox-Netz aber so günstig? Es verwendet nicht das lizenzierte Mobilfunknetz, sondern das weltweit lizenzfreie Ultra-Schmalband – in Deutschland liegt das im Frequenzbereich zwischen 868,13 und 869,525 MHz. Insofern mussten die weltweiten Betreiber dieses Netzes keine Lizenzen ersteigern. Das Netz selbst benötigt auch nicht so viele Basisstationen, wie Mobilfunknetze. Die Zellen erreichen in Städten eine Reichweite von 3-5 Kilometern, auch durch Wände hindurch und bis in den tiefsten Keller. Über Land steigt die Reichweite auf rund 30 bis 50 Kilometer. Über See hat man schon tausend Kilometer und mehr gemessen, sodass man bei entsprechendem Netzausbau über Satellitentechnik zukünftig wahrscheinlich auch Offshore-Kühlcontainer live mit Sigfox tracken kann. Eutelsat will dies auf jeden Fall evaluieren und hat deshalb eigens einen erdnahen Orbit-Satelliten mit Sigfox-Technik bestückt, der in 500 bis 600 km Höhe seine Bahnen ziehen wird.

Nur rund 2 Euro für das Funkmodul

Zudem ist auch die Verbindung zu den Sigfox Basisstationen weniger komplex, weil es keinen Handshake gibt und gesendete Daten ähnlich wie über ein Radioteleskop empfangen werden. Dadurch fallen die Anforderungen für die smarten Sigfox-Sensoren entsprechend niedriger aus, sodass die Funkmodullogik aktuell schon für rund 2 Euro zu haben ist. Mit zunehmendem Ausbau des Netzes werden die Kosten noch weiter sinken. Verbindungsentgelte muss der Anwender zudem nicht beim Netzbetreiber bezahlen. Er zahlt vielmehr den Preis für sein Device und die Bereitstellung der Cloud App. Lediglich der Device-Hersteller bezahlt die Kosten für das Datenvolumen bereits beim Kauf der ID des Devices. Alles kann also auf einen schlanken, kostengünstigen Betrieb solcher Services ausgelegt werden.

Geolokalisierung inklusive

Benötigen Tracking & Tracing-Applikationen lediglich die Geodaten und reichen in Städten Geolokalisierungen von rund 30 Metern und über Land rund 500-1000 Meter aus, so sind über Module mit integriertem WLAN-Sensor keine weiteren Ortungen über komplexere Satellitennavigationstechnologien erforderlich.

Falls doch so gibt es auch Sigfox-Tracker mit GNSS-Ortung und einer Vielzahl weiterer Sensorik wie Feuchtigkeit und Temperatur oder auch Beschleunigungssensoren und vieles mehr. Logistik- und Gebindeanbieter arbeiten derzeit bereits intensiv daran, ihre Mehrweg-Paletten, -Boxen und -Ladungsträger mit Sigfox auszurüsten, was ein viel feingliedrigeres Trackings & Tracing ermöglicht. Man kann es auch Tracking & Tracing 2.0 nennen. Dabei wird es aber nicht bleiben.

Einmalverbindungen für 20 Cents

Sogar Tracking & Tracing 3.0 ist im Kommen: Sigfox wird in Kürze ein System zur Verfügung stellen, das nur dann eine Meldung absetzen kann, wenn das Gebinde geöffnet wird. Einmalverbindungen zur Blockchain für Einwegdevices wie beispielsweise Umverpackungen sind damit möglich. Denn diese Verbindungslogik zum Sigfox-Netz soll nur noch rund 20 Cent kosten. Das Sigfox-Netz kann deshalb den Einsatz von Blockchains beschleunigen, weil die Sendungsverfolgung extrem günstig und sicher wird. Grund genug, sich diese Technologie genauer anzuschauen und passende Lieferanten für die eigene Anbindung an die Blockchain zu evaluieren. Ganz nebenbei gesagt kann man Sigfox natürlich auch ganz ohne Blockchain für das Traking & Tracing verwenden.

Neben den Kosten ist aber vor allem auch die Manipulationssicherheit der Datenkommunikation in Richtung Blockchain von entscheidender Bedeutung. Jedes Sigfox Device bietet hierfür eine eigene, einzigartige ID und einen einzigartigen, privaten Kommunikationsschlüssel, worüber nicht nur die Authentisierung des Devices bei jeder Datenübermittlung verifiziert wird, sondern auch jede Nachricht individuell gekennzeichnet und zusätzlich verschlüsselt werden kann. Somit sorgt das Sigfox-Netz vom Entstehungsort bis in die Blockchain für eine durchgängig vertrauenswürdige Kommunikationskette von der Datenerhebung und -übertragung bis zur Speicherung in der Blockchain.

Paletten lassen sich schnell überall entladen oder austauschen. Deshalb ist es sinnvoll, die Gebinde auf ihrer Reise genau zu überwachen.

Sinken die Kosten, steigt der Absatz. Insbesondere im unteren Preissegment gewinnt der Absatz bei Preissenkung deutlich an Fahrt