IoT-Glossar

Im IoT-Umfeld gibt es viele Fachbegriffe, die wir in unserem IoT-Glossar näher erklären.

IoT Glossar

Das Internet der Dinge ist bereits allgegenwärtig. Jeder spricht davon, dass immer mehr Dinge vernetzt sind und mit den erfassten Daten Abläufe optimiert und neue Geschäftsmodelle geschaffen werden.

Im Austausch mit Kollegen und Kunden im beruflichen Alltag nutzen wir häufig Fachbegriffe, bei denen wir davon ausgehen, dass diese für alle bekannt sind. In unserem IoT-Glossar wollen wir kurz darauf eingehen, was sich hinter den Abkürzungen und Begrifflichkeiten verbirgt, umso mehr Klarheit in der Kommunikation zu schaffen und Missverständnisse zu vermeiden.

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5G

5G steht für die fünfte Generation der Mobilfunktechnologie. 5G bietet Kommunikationsdienste, die vor allem die Anforderungen von Industrial IoT (IIoT) und Industrie 4.0 Use-Cases erfüllt. Die 5G-Technologie bietet eine schnelle und zuverlässige mobile Datenverbindung mit höherer Leistung und kürzeren Latenzzeiten bei gleichzeitig erhöhter Netzkapazität und Verfügbarkeit. Mit seinen Fähigkeiten wird 5G u.a. Unternehmen helfen, drahtlose Fernsteuerungen von Anwendungen und Echtzeitdiensten zu ermöglichen.

API

Application Programming Interface (API) ist eine Programmierschnittstelle mit einer definierten Sammlung von Funktionen, die von einem Softwaresystem z.B. einer IoT-Plattform bereitgestellt wird, damit andere fremde Softwaresysteme bestimmte Teile für sich verwenden können. Informationen z.B. Messwertdaten oder Funktionen zur Steuerung SIM-Lebenszyklen können mittels API-Schnittstellen in bestehende Software und Cloud-Applikationen integriert werden. Speziell für IoT-Anwendungen ist dies von Vorteil, da sich mittels API die Kommunikation mit externen Systemen vereinfacht und verschiedenste Datenquellen mit werthaltigen Informationen für die eigene IoT-Lösung nutzen lassen.

APN

Ein APN (Access Point Name) ist der Name des Zugriffspunkts und definiert den Netzpfad für sämtliche Datenverbindungen in einem Mobilfunknetz. Der APN wird einer SIM-Karte zugeordnet und bestimmt damit zu welchem Netz eine Verbindung aufgebaut werden soll. Erst durch die richtige Zuordnung eines APNs kann einem Endgerät ein Zugang zur einem IP-Netzwerk (Internet) zur Verfügung gestellt werden. Für Anwendungen mit höheren Sicherheitsanforderungen besteht die Möglichkeit einen kundenspezifischen privaten APN zu implementieren, der ausschließlich den eigenen M2M SIM-Karten zur Verfügung steht.

AR/VR

Im Gegensatz zu VR – Virtual Reality, bei der Benutzer komplett in eine virtuelle Welt eintaucht, steht bei AR – Augmented Reality die erweiterte Darstellung zusätzlicher Informationen im Vordergrund. Vor allem im Bereich Remote Expert Training und Support kann mit Hilfe von visueller VR-Unterstützung mit Schritt-für-Schritt Anweisungen u.a. die Durchführung von komplexen Arbeitsabläufen bei der Wartung von Anlagen auch aus der Ferne erfolgen.

Beamforming

Beamforming (dt. „Strahl-Formung“) gehört zu den zentralen Merkmalen der 5G-Funktechnologie. Es beschreibt eine intelligente Mehr-Antennentechnik, die eine zielgerichtete Übertragung von Mobilfunksignalen ermöglicht. Während konventionelle Mobilfunkantennen ihre Sendeleistung immer gleichförmig abgeben, wird beim Beamforming die Übertragungsrichtung der Funksignale gebündelt und gezielt auf kleinere Gebiete (z.B. Firmengelände) ausgerichtet. Die Bündelung der ausgesendeten Leistung verbessert dabei die Energieeffizienz und Reichweite einer Mobilfunkantenne. Je nach Bedarf und Anwendungsfall können so mehr Geräte pro Fläche gleichzeitig bedient werden, ohne dass sich die Übertragungsgeschwindigkeit einzelner Geräte verlangsamt.

Big Data

Unter dem Begriff Big Data versteht man riesige und komplexe Datenmengen, welche aus unterschiedlichsten Bereichen gesammelt, verarbeitet und ausgewertet, sowie gespeichert werden. Gerade IoT-Geräte produzieren eine Vielzahl von Daten, welche für verschiedenste Analysen herangezogen werden. IoT-Plattformen stellen hierbei die benötigte Software breit, um diese Daten analysieren, verwalten und speichern zu können.

Campus Netz

Ein Campusnetz ist ein lokales Mobilfunknetz, das einen geografisch begrenzten Bereich abdeckt, der von kleineren Flächen in Gebäuden bis hin zu größeren Freiflächen reichen kann. Das Funknetz ist dabei nicht allgemein öffentlich zugänglich, weshalb oftmals auch von einem privaten Netzwerk (engl. Private Networks) gesprochen wird. Es erlaubt nur den Zugang von Personen, Anlagen oder Geräten, die autorisiert sind, sich mit dem Campus-Netz zu verbinden. Dies verbessert die Sicherheit und ermöglicht Unternehmen eine flexible Konfiguration des Netzwerks entsprechend den Anforderungen ihrer vernetzten Anwendungen. Campusnetze finden zum Beispiel in der Industrie, Kliniken Häfen oder Universitäten Anwendung.

DSS

DSS (Dynamic Spectrum Sharing) ermöglicht die quasi gleichzeitige Nutzung derselben Frequenzressource (Spektrum) durch 4G- und 5G-Endgeräte, denen entsprechend den jeweiligen Bedarfen dynamisch Teile des Spektrums zur Datenübertragung zugewiesen werden kann. Ein 5G-Nutzer kann damit 5G-Dienste auf derselben Frequenz nutzen wie ein 4G-Nutzer. Dies bietet große Vorteile beim schnellen Rollout eines 5G-Netzes auf vorhandener 4G-Infrastruktur, da nur Änderungen in geringem Umfang durchgeführt werden müssen. In Kombination mit weiteren 5G-Lösungen (z.B. MEC) kann so auf einer „klassischen“ 4G-Frequenz beispielsweise ein Dienst mit sehr geringer Latenz oder auch ein „Network Slice“ parallel zum 4G-Dienst zur Verfügung gestellt werden. Zu beachten ist jedoch, dass die Datenübertragungsrate bei DSS für 4G- und 5G-Dienste auf demselben Spektrum in derselben Größenordnung liegen wird, da diese weniger durch den Einsatz der 4G- oder 5G-Technologie als vielmehr durch die Menge des zur Verfügung gestellten Spektrums bestimmt wird.

Edge Computing

Edge Computing bezeichnet die dezentrale Verarbeitung von Daten „am Rand“ des Netzes (engl. “edge”). Dies ermöglicht Rechen- und Speicherkapazität direkt vor Ort in einem Gerät – auch Edge Device genannt – zu lokalisieren, um dort Daten zu sammeln und in Echtzeit zu analysieren, bevor diese übertragen werden. Vor allem im Kontext Industrial IoT (IIoT) gewinnt der Ort der Speicherung und Datenverarbeitung immer mehr an Bedeutung. Anlagen und Maschinen können mittels Sensorik u.a. einfacher aus der Ferne überwacht und je nach Bedarf gewartet werden. Bei der Vielzahl und Menge an erzeugten Daten ist es somit nicht mehr notwendig alle Daten zentral auf einem Cloud-Server zu erfassen. Ein weiterer Vorteil des Edge Computing ist das Ermöglichen extrem geringer Latenzen beispielsweise für die Maschinensteuerung, die auf dem Edge Device implementiert sein kann, um Sensoren und Aktoren in latenzkritischen Anwendungen zu verbinden.

Global SIM

Als Global SIM werden SIM-Karten für M2M und IoT Anwendungen bezeichnet, die sich sowohl national als auch international in Mobilfunknetze mehrerer Netzbetreiber einwählen können. Mit der Telefonica Global SIM Vivo-o2-Movistar ist es u.a. auch möglich alle Mobilfunknetzbetreiber in Deutschland auf einer SIM-Karte freizuschalten. Eine Global SIM ermöglicht es Unternehmen die Datenkommunikation zur Verbindung ihrer M2M und IoT-Anwendungen abzusichern.

IPSec

IPsec (Kurzform für Internet Protocol Security) ist ein standardisiertes Protokoll zur Herstellung von abgesicherten VPN-Verbindungen. IPsec sorgt für eine sichere Übertragung von Daten in IP-basierten Datennetzwerken, wobei insbesondere die Vertraulichkeit, die Integrität und die Authentizität der übertragenen Informationen gewährleistet werden können.

IoT

IoT ist ein Akronym für Internet of Things (dt. Internet der Dinge) und steht für die Verschmelzung der physischen und digitalen Welt. Basierend auf vernetzten Dingen (M2M) und aufbauend auf erfassten Betriebs- und Nutzdaten sind Unternehmen zum einen in der Lage interne Prozesse durch intelligente Analysen zu optimieren und können gleichzeitig ihren Kunden neue digitale Produkte und Dienstleistungen z.B. die Ferndiagnose anbieten.

IoT-Plattformen

IoT-Plattformen stellen digitale Plattformen dar, welche als Schnittstelle zwischen der Hardware und Software im IoT Umfeld agieren. Sie steuern und verwalten dabei den Datenaustausch zwischen Sensoren, Akteuren und Anwendungen und ermöglichen schlussendliche eine intelligente Vernetzung. Des Weiteren bieten IoT-Plattformen wie die Telefónica Kite Plattform diverse Analyse- und Verwaltungsmöglichkeiten der generierten Daten an.

KI/AI

KI, Künstliche Intelligenz (engl. Artificial Intelligence, AI) beschreibt den Ansatz, dass Intelligenz auch außerhalb des menschlichen Gehirns geschaffen werden kann. KI ist im Grunde eine Software-Code, der Aufgaben übernimmt die eigentlich menschliche Intelligenz erfordern. Bild- und Spracherkennung sind Beispiele für den Einsatz von KI-Algorithmen. Künstliche Intelligenz hilft dabei, große Datenmengen schneller und automatisiert zu analysieren. Abläufe können so effizienter durchgeführt und optimiert werden.

LPWAN

LPWAN steht für Low Power Wide Area Networks. LPWAN ist als Vernetzungskonzept für drahtlose Datenkommunikation für batteriebetriebene Geräte und Anwendungen mit Bedarf an hoher Reichweite und geringer Sendeleistung spezifiziert. NB-IoT (Narrow Band IoT) und LTE-M (Long Term Evolution for Machines) gehören zu den führenden LPWAN-Technologien. Vor allem durch die energiesparende Kommunikationsmöglichkeit bilden sie die Grundlage für die massenhaften Vernetzung (Massive IoT) von Geräten und Sensoren, bei denen häufig nur kleinere Datenmengen in unregelmäßigen zeitlichen Abständen übertragen werden.

M2M

M2M steht für Machine-to-Machine und beschreibt primär die drahtlose und zentrale Vernetzung von Maschinen, Anlagen und Geräten. Unternehmen können mittels M2M-Kommunikation ihre Daten automatisch erfassen und verarbeiten. (siehe dazu auch Definition der BNetzA). Zu typischen Anwendungsfeldern von M2M-Kommunikation gehören u.a. Systeme für Sicherheitstechnik, Alarmübertragung und Fernüberwachung. M2M kann durchaus als Vorreiter für das Internet der Dinge (IoT – Internet of Things) bezeichnet werden. Der Begriff M2M ist heute der IoT-Terminologie zugeordnet und meist auch gleichgesetzt.

MEC

MEC, Multi-Access Edge Computing ist eine durch das European Telecommunications Standards Institute (ETSI) standardisierte Netzarchitektur für eine effiziente Datenkommunikation mit der 5G-Mobilfunktechnik. Bei MEC geht es darum, über die Mobilfunknetz-Infrastruktur Rechenleistung näher an den Ort zu bringen, an dem Daten erzeugt werden, um so die Reaktionszeit und die Belastung der Back-End Systeme zu verringern. Lokal verteilte MEC-Server sind dabei die zentrale Komponente, die eine Vielzahl neuer Echtzeit-Anwendungen ermöglichen, welche aufgrund von fehlender Bandbreite und hohen Latenzzeiten in der Vergangenheit nicht möglich waren. Ein weiterer wichtiger Aspekt, der im Rahmen von MEC und Edge Cloud relevant ist, sind Sicherheitskriterien, um Daten dezentral „in der Nähe“ und nicht zentral in einer Cloud zu verwalten.

MQTT

Das offene Netzwerkprotokoll MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) ist ein beliebtes Protokoll für den Einsatz bei IoT Geräten und findet weite Verbreitung. Es ermöglicht eine Übertragung von Daten mit geringer Bandbreite und sehr hoher Latenzzeit und ist somit für den Einsatz mit M2M- und IoT Geräten wie Sensoren und Aktoren hervorragen geeignet. MQTT wird über einen zentralen Broker betrieben und funktioniert nach dem Publisher- und Subscriber-Prinzip. Über ein Publish melden die IoT-Geräte Ihr Daten an den Broker. Von dort werden den Empfängern die Daten zugestellt, wenn diese sich für den Empfang angemeldet haben. Umgekehrt können IoT-Geräte Befehle oder Informationen vom Broker beziehen. Die Kommunikation findet über TCP-IP statt und die Nachrichten können mittels TLS-Protokoll verschlüsselt werden. Mit MQTT-SN ist die Kommunikation auch über non-TCP/IP-Netzwerken möglich.

National Roaming

Unter dem Begriff National Roaming versteht man die Fähigkeit von Mobilfunkgeräten, neben dem Netz des eigenen Anbieters auch die Mobilfunknetze anderer Netzbetreiber nutzen zu können. Geräte müssen dabei mit einer sogenannten Global SIM oder Multi-Netz SIM ausgestattet sein. Speziell für IoT Anwendungen ist es von Vorteil, dass mehrerer Mobilfunknetze zur Verfügung stehen, um so die flächendeckende Netzabdeckung und Verbindung zu M2M / IoT-Geräten zu verbessern.

Network Slicing

Network Slicing ist ein durch die 3GPP definierter Standard in der 5G-Mobilfunktechnik. Es beschreibt die Möglichkeit, Funktionen eines Mobilfunknetzes je nach individueller Anforderung und Bedarf einer Anwendung als „virtuelle Schicht“ zu bündeln. Durch diese Bündelung ist es möglich die 5G-Anwendungsszenarien – Stichwort mMTC, uRLLC und eMMB – mit einer bestehenden Mobilfunknetzinfrastruktur zu adressieren. Je „Slice“ lassen sich bestimmte Merkmale wie garantierte Upload-Geschwindigkeiten, Kapazität oder Latenzzeiten passgenau für den Bedarf und Anwendungsfall festlegen. In der Fertigung sind das beispielsweise für autonome Transportfahrzeuge (AGV) andere Merkmale als bei Augmented Reality (AR) Lösungen mit Videoübertragung auf Datenbrillen.

Telematik

Der Begriff Telematik setzt sich zusammen aus Telekommunikation und Informatik. Sie beschreibt dabei eine Technik, die diese beiden Bereiche miteinander verknüpft. Der Begriff Telematik wird meist im Transport- und Verkehrswesen verwendet. Ein Telematik-System macht es möglich Daten aus dem Fahrzeug auszulesen und diese mittels einer Mobilfunkverbindung einem Unternehmen bspw. in einem Fuhrparkmanagement-Portal zur Verfügung zu stellen. Telematik liefert so viele nützliche Informationen, um Mehrwerte im operativen Betrieb einer Fahrzeugflotte zu genieren.

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