Fraunhofer: 3,5 Millionen Nachrichten pro Tag

Übertragungstechnik für industrielle IoT-Anwendungen

14. März 2022, 12:00 Uhr | Jörg Schröper
Mioty ist ein drahtloses Kommunikationsverfahren, das auf einem Standard des European Telecommunication Standard Institute ETSI, einem Gremium aus unabhängigen Forschungs- und Entwicklungsunternehmen sowie der Industrie, basiert.
Mioty ist ein drahtloses Kommunikationsverfahren, das auf einem Standard des European Telecommunication Standard Institute ETSI, einem Gremium aus unabhängigen Forschungs- und Entwicklungsunternehmen sowie der Industrie, basiert.
© Fraunhofer IIS

Robuste Übertragung von Sensordaten für Condition Monitoring und Smart Metering – dadurch soll sich die drahtlose und standardisierte Übertragungstechnologie Mioty für Anwendungen im industriellen Internet der Dinge (IIoT) des Fraunhofer-Instituts für Integrierte Schaltungen IIS auszeichnen. Aber sie könne noch mehr: Viele hunderttausend Sensoren lassen sich über eine einzelne Basisstation anbinden.

Gerade im Smart City- und Smart Building-Bereich mit vielen Endgeräten sei dies ein enormer Vorteil, wenn 3,5 Millionen Nachrichten je Basisstation pro Tag ausgelesen und übertragen werden können.

Zähler- und Wasserstände, Dichtigkeit von Rohrleitungen oder Vorspannungen von Verschraubungen lassen sich im Zeitalter des digitalen Internets der Dinge (IoT) über vernetzte Sensoren und drahtlose Kommunikationswege ermitteln und übertragen. Geht man pro Haushalt von durchschnittlich vier Geräten wie einem digitalen Wasserzähler oder einer Heizungsregelung aus, bedeutet dies zum Beispiel für eine bayerische Großstadt wie Nürnberg mit einer Fläche von etwa 187 Quadratkilometern, dass geschätzt bis zu eine Million IoT-Geräte im Einsatz sind. Damit sind in der Reichweite einer Basisstation im Umkreis von 2,5 km bis zu 110.000 Geräte zu empfangen.

Doch nicht alle Geräte übertragen zur selben Zeit ihre Daten und nutzen somit permanent die zur Verfügung stehenden Funkkanäle. Durch die Aufteilung eines Datentelegramms in mehrere kleine Datenpakete und der zusätzlichen Verteilung in Zeit und Frequenz kann eine Mioty-Basisstation bis zu 150 Telegramme gleichzeitig empfangen und erreicht so eine Übertragungskapazität von zirka 3,5 Millionen Telegrammen pro Tag.

Diese hohe Zahl an Übertragungen werde durch systematisch verbesserte Empfängeralgorithmen in der Mioty-Basisstation möglich, die soweit optimiert sind, dass sie auf kostengünstigen Plattformen auf Basis der weitverbreiteten und energiesparsamen ARM-Prozessoren laufen, so das Fraunhofer IIS.

„Nach unseren Erfahrungen mit bereits im Feld aktiven Anwendungen, die unsere Mioty-Technologie nutzen, haben wir nun neue Tests und Berechnungen durchgeführt, um die Technologie noch weiter zu verbessern. Das heißt mit optimierten Verfahren sind noch mehr Nachrichten übertragbar“, erläutert Josef Bernhard, technischer Projektleiter bei der Entwicklung der Technik seine Arbeit.

„Die hohe Anzahl an Datentelegrammen pro Tag, die wir aufgrund von Messungen nun in der Praxis erreichen, bietet eine optimale Ausgangsbasis für den Einsatz in Smart City- und Smart Building-Anwendungen, bei der sehr viele Sensoren parallel senden. Dies spornt uns an, auch zusammen mit unseren Partnern aus der Wirtschaft und aus der Mioty-Allianz, in diesen Bereichen, aber auch in der Landwirtschaft und in der Industrie, den Roll-out von Mioty weiter zu forcieren.“

Mioty ist ein drahtloses Kommunikationsverfahren, das auf einem Standard des European Telecommunication Standard Institute ETSI, einem Gremium aus unabhängigen Forschungs- und Entwicklungsunternehmen sowie der Industrie, basiert. Durch ein von Fraunhofer-Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern entwickeltes Telegram-Splitting-Verfahren gelinge es, selbst bei Ausfall oder Störung von bis zur Hälfte des Funkdatensignals dennoch die komplette, zuverlässige Datenübermittlung zu gewährleisten.

Dies erfolgt über die Zerlegung der Gesamtdaten in kleine Datenpakete und deren redundante Übertragung über mehrere Frequenzen im Band. Zusätzlich nutzt das Verfahren damit weniger Energie als herkömmliche Pendants. Mit dem Evaluation Kit kann jedes interessierte Unternehmen die Vorteile der Technik praxisnah kennenlernen.

Das große Thema Retrofit, also die Nachrüstbarkeit dieser Technik und auch der parallele Einsatz zu anderen Funktechniken machen Mioty für viele bestehende Applikationen interessant und bilden zugleich eine Investition in die Zukunft von IoT-Anwendungen, so das Fraunhofer IIS weiter.


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