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GSM als globales IoT-Netz - oder besser nicht?

| Redakteur: Michael Eckstein

IoT-Anbieter wie Thingstream mahnen zur Sorgfalt bei der Wahl des Funkstandards und propagieren das etablierte GSM-Netz als bewährte Konnektivitätslösung. Doch die Zukunft des 2G-Mobilfunknetz ist in vielen Ländern ungewiss.

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Weit verbreitet: GSM-Basisstationen sorgen auch an entlegenen Orten für eine recht gute Funkabdeckung. Doch die Tage der alten Technik sind gezählt.
Weit verbreitet: GSM-Basisstationen sorgen auch an entlegenen Orten für eine recht gute Funkabdeckung. Doch die Tage der alten Technik sind gezählt.
(Bild: gemeinfrei / CC0 )

Marktbeobachter sind sich sicher: In den kommenden Jahren werden Unternehmen weltweit mit Internet-of-Things-(IoT)-Produkten und -Applikationen hunderte Milliarden Dollar verdienen. Wie genau sich das IoT entwickelt, lässt der Blick in die Kristallkugel zwar nicht zu, doch es soll weitreichende Auswirkungen auf Unternehmen und Verbraucher haben.

Soweit zum Ausblick. Die Realität sieht derzeit allerdings noch anders aus, betont Neil Hamilton: „Die meisten aktuell eingesetzten Verbindungsstandards sind nicht praktikabel“, sagt der VP Business Development von Thingstream. Außerdem stecke der „Heilsbringer 5G“, also der auf 4G/LTE folgende Mobilfunkstandard, noch in den Kinderschuhen, sei teuer und für zahlreiche IoT-Anforderungen falsch dimensioniert.

Angesichts des zu erwartenden enormen Wachstums würden die vorhandenen Infrastrukturen zunehmend mit Daten überflutet. Daher sei nun ein strategischer Ansatz erforderlich. „Dieser sollte berücksichtigen, was genau kommuniziert werden muss, um ein intelligentes Netzwerk aufzubauen, das auf effiziente Weise den Anforderungen an die IoT-Datenverarbeitung gerecht wird“, erklärt Hamilton.

„GSM kann Anforderungen für die IoT-Kommunikation erfüllen“

Für typische IoT-Anwendungen sind auf hohe Datenraten ausgelegte Mobilfunk-Internetverbindungen überdimensioniert und zu teuer. „Unternehmen sollten daher vorab überlegen, wie hoch das voraussichtliche zu übertragene Datenvolumen ihrer Applikation sein wird“, erklärt Hamilton. Bei IoT-Anwendungen seien das in der Regel kleine Datenmengen.

Eine schlanke, kostengünstige und zuverlässige Messaging-Option mit geringer Bandbreite, die im etablierten GSM-Sprachnetzwerk verfügbar ist, kann seiner Meinung nach in vielen Fällen die Anforderungen für die IoT-Kommunikation erfüllen. Dieser Ansatz sei daher in sensorbasierten Anwendungen des industriellen Internets der Dinge (IIoT) immer häufiger anzutreffen. Die Kommunikation über ein einfaches USSD-Messaging-Protokoll, das in mehr als 190 Ländern weltweit verfügbar ist, ermögliche die Übertragung von Datenpaketen bis 160 Bytes Größe pro Nachricht.

Sicherheit ist essenziell für IoT-Anwendungen – kann GSM sie bieten?

Wo GSM-Konnektivität vorhanden ist, könnten sich IoT-Geräte automatisch mit einer IoT-Anwendung verbinden. Dabei würden sie das stärkste verfügbare Netzwerk verwenden. „Dadurch ist diese Lösung im Vergleich zu mobilen Datenverbindungen zuverlässiger“, ist Hamilton überzeugt. Das Netzwerk sei prädestiniert für das IoT, da andere internetbasierte Optionen derzeit in Bezug auf Kosten, Zuverlässigkeit und Reichweite nicht konkurrieren könnten.

Das GSM-Netz überträgt Informationen als kleine Datenpakete per MQTT-SN (Message Queue Telemetry Transport for Sensor Networks). Dieses Publish/Subscribe-Messaging-Protokoll kann Informationen von Sensoren zu Cloud-Systemen und zurück senden. Als großen Vorteil von GSM führt Hamilton die Sicherheit an: „Daten werden nicht über das Internet übertragen, was die Cybersicherheit erheblich verbessert, da keine IP-Adressen für den Datenaustausch zwischen IoT-Geräten und der Konnektivitätsplattform verwendet werden müssen.“ Dies helfe, die Verbindungslevel hoch und die Kosten gering zu halten.

Allerdings sind das Internet und seine Protokolle nicht die einzigen möglichen Angriffspunkte. Auch der GSM-Standard hat systemimmanente Schwachstellen, etwa bei der Verschlüsselung, bei der Authentifizierung seitens der Basisstationen und aufgrund des genutzten Signalisierungssystems 7 (SS7). Versierte Hacker können diese mit relativ geringem Aufwand angreifen. Auch beim Nachfolger LTE/4G haben Experten Sicherheitslücken bereits nachgewiesen.

Geräte sollen langfristig funktionieren – doch die Zukunft von GSM ist ungewiss

Hamilton weist darauf hin, dass die bestehende Infrastruktur mit der rasch zunehmenden Zahl von IoT-Konnektivitätslösungen in absehbarer Zeit überfordert sein wird. Er propagiert daher eine Messaging-Lösung, die auf dem bestehenden GSM-Sprachnetzwerk basiert. Diese biete eine unmittelbare und langfristige Funktionsfähigkeit. Unternehmen könnten so IoT-Anwendungen nutzen, um ihre langfristige Wettbewerbsposition in einer zunehmend digitalisierten Wirtschaft sicherzustellen.

Das ist jedoch nur bedingt richtig. Provider in mehreren Ländern haben GSM bereits abgeschaltet, bei anderen ist dieser Schritt konkret geplant. Beispiele sind in den USA, in Australien, Japan, Korea, Schweiz und Österreich zu finden. Die Deutsche Telekom hat zwar offiziell noch keinen festen Zeitplan. Allerdings hat sie bereits das ursprünglich für GSM/2G vorgesehene Frequenzspektrum um 1800 MHz für LTE umgewidmet. Das ist möglich, da Provider ihre Frequenzen seit einigen Jahren technologieneutral nutzen dürfen.

Letztlich wird das Abschalten der klassischen Mobilfunknetze der zweiten (2G, GPRS, EDGE) und dritten (3G, UMTS, HSPA) Generation unausweichlich sein, da die Provider die Frequenzspektren für 4G-Dienste wie LTE nutzen wollen. Das auf M2M- und IoT-Themen spezialisierte Marktforschungsinstitut Machina Research warnt denn auch bereits davor, dass die Netzbetreiber spätestens ab 2020 damit beginnen werden, ihre 2G- und 3G-Netze herunterzufahren. Unternehmen sollten daher genau überlegen, wo sie ihre IoT-Lösungen langfristig einsetzen wollen und die Situation in den jeweiligen Ländern genau analysieren.

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