Narrowband-IoT vs. 2G: Der richtige GPS-Tracker-Standard für dein E-Bike

Das Internet der Dinge (IoT) einfach erklärt

Das Kürzel IoT steht für „Internet of Things“ (dt. “Das Internet der Dinge“). Darunter verstehen wir die Einbindung von physischen Objekten, z. B. Maschinen, Fahrzeugen, Messgeräten in das Internet. Simpel erklärt ist es die Verbindung der physischen mit der virtuellen Welt.

Ein einfaches Beispiel: Zum Ablesen des Stromzählers eines Haushalts muss keine Person persönlich vor Ort sein, um die Daten abzulesen. Ist der Stromzähler mit dem Internet verbunden, wird die Angabe der verbrauchten Strommenge automatisch auf das Kunden-Konto übertragen.

Ein für uns interessanterer Anwendungsfall ist die Verbindung deines E-Bikes (= „Ding“) mit dem Internet. Sind E-Bike und Internet gekoppelt, wirst du mittels eines Alarms auf deinem Smartphone informiert, wenn eine unbefugte Person dein Bike entwendet. Solltest du trotz Alarm den Diebstahl nicht verhindern können, dann verfolgst du den Standort deines Bikes in Echtzeit mit und übermittelst über einen digitalen Diebstahlsbericht diesen Live-Standort der Polizei.

Das verstehen wir unter Narrowband-IoT

Narrowband steht umgangssprachlich für eine geringe Datenübertragungs-Geschwindigkeit. Das Gegenteil von Narrowband ist Broadband (dt. Breitband) und bezeichnet eine hohe Datenübertragungs-Geschwindigkeit. Der Begriff Breitband kommt aus der Elektrotechnik und bezeichnet den Frequenzbereich, der zur digitalen Kommunikation verwendet wird. Das Breitband kennt man z. B. aus der Werbung, wenn es um die (Übertragungs-) Geschwindigkeit des Internets geht. Diese muss sehr hoch sein, z. B. bei der Übertragung von Videos auf Internetportale.

Bei der Einbindung von physischen Dingen in die virtuelle Welt (= Internet of Things) reicht jedoch meist eine sehr niedrige Geschwindigkeit zur Datenübertragung aus. Wenn z. B. alle 10 Sekunden der Standort eines Fahrrads übertragen wird, ergibt das eine sehr genaue Darstellung des Weges. Wenn der Stromzähler täglich die Angabe zur verbrauchten Strommenge übermittelt, dann ist das ausreichend aktuell. Alle 10 Sekunden eine GPS-Koordinate oder täglich den Stromstand zu übermitteln, ist nichts im Vergleich zur unmittelbaren Übertragung eines Videos, bei der Millionen-Bildpunkte und Tonspuren übermittelt werden.

Der Begriff „Narrowband-IoT“ kombiniert eine Technologie zur Einbindung von physischen Objekten in das Internet mit einer geringeren Datenübertragungs-Geschwindigkeit.

Darum eignet sich Narrowband-IoT NOCH nicht zum Tracking eines Fahrrads oder E-Bikes

Narrowband-IoT baut auf den LTE-Standard des Smartphones auf. Vorteil: Eine bereits bestehende Mobilfunk-Infrastruktur wird als Basis genutzt. Um die bestehende Infrastruktur auszuschöpfen und Narrowband-IoT tauglich zu machen, muss diese jedoch erst aufgerüstet werden. Die Aufrüstung benötigt aber Zeit und wird in städtischen Gebieten schneller forciert als in ländlichen sowie in bestimmten Ländern (z. B. Deutschland) schneller aufgebaut als in anderen.

Für das Tracking von Fahrrädern über Narrowband-IoT ist das im Jahr 2020 aber noch der größte Nachteil: Im Raum Frankfurt zum Beispiel, wo das Mobilfunknetz bereits auf den Narrowband-IoT Standard erweitert wurde, lässt sich das Fahrrad mittels eines Narrowband-IoT Trackers gut tracken. Wird das Fahrrad jedoch gestohlen und über die Autobahn in ländliche Gebiete oder ins Ausland gebracht, wird der Live-Standort des Fahrrads oder E-Bikes nicht mehr übertragen.

Wohnst du in einer Stadt mit ausgebauter Narrowband-IoT Infrastruktur, dann hast du eine gute Chance, dass du aufgrund des Bewegungsalarms den Diebstahl aktiv verhinderst (Rad wird bewegt, Tracker übermittelt an das Smartphone des Besitzers einen Alarm). Wenn du den Diebstahl nicht verhindern konntest, dann sinkt die Chance, dass du dein Rad jemals wieder zurück bekommst mit jedem Meter, den sich der Dieb von der Stadt entfernt.

Setzt du aber auf die richtige Technologie, dann wissen wir aus Erfahrung: Auch nach einem Diebstahl können E-Bikes wieder zu ihrem Besitzer zurückfinden. Anfang diesen Jahres 2020 wurde ein Transporter mit 56 gestohlenen E-Bikes 240 Kilometer vom Tatort entfernt auf dem Weg ins Ausland erfolgreich von der Polizei gestoppt. Warum? In den E-Bikes waren PowUnity GPS-Tracker verbaut, die auf dem 2G-Standard basieren, nicht auf Narrowband-IoT.

Übertragungstechnologien im Vergleich

Fahrrad- und E-Bike-Tracking: 2G als optimalste Technologie

Mobilfunkstandards werden in Generationen unterteilt. 2G, 3G, 4G steht somit für Mobilfunkstandards der zweiten, dritten und vierten Generation. GPRS und LTE sind innerhalb dieser Generationen die Bezeichnungen für die Datenübertragung. So ist GPRS die Bezeichnung für die Datenübertragung innerhalb des 2G Standards, LTE die Bezeichnung für die Datenübertragung innerhalb des 4G Standards. Einfach erklärt: 2G und GPRS gehören zusammen, 4G und LTE gehören zusammen.

Den 2G-Standard gibt es seit den 1990er Jahren. Dieses Netz ist entsprechend dicht und lückenlos ausgebaut. Hauptgrund für die Erweiterung auf 3G und 4G ist vordergründig die Möglichkeit der höheren Datenübertragung (Bandbreite). Während in den 1990er Jahren das 2G-Netz ausreichend war, da noch keine Videos und dgl. über das Handy geladen wurden, wurde mit der Einführung des Smartphones das Netz zwangsläufig auf 4G erweitert.

Für das Tracking eines Fahrrads oder E-Bikes wird aber diese hohe Bandbreite gar nicht benötigt. Datenübertragungsraten des 2G-Standards sind absolut ausreichend. Da das 2G-Netz seit den 1990er Jahren existiert, ist auch die Netzabdeckung entsprechend dicht. So kann es sein, dass du im Gelände zwar keinen 4G-Netzempfang mehr hast, sehr wohl aber einen 2G-Netzempfang. Der 2G-Standard ist demnach die aktuell beste Lösung für das Tracking von Fahrrädern und E-Bikes und so auch für den digitalen Fahrrad- und E-Bike-Diebstahlschutz.

Narrowband-IoT vs. 2G: Vor- und Nachteile auf einen Blick

Narrowband-IoT hat gegenüber 2G den Vorteil, dass es eine bessere Gebäudedurchdringung besitzt und etwas weniger Energie benötigt. Werden z. B. Maschinendaten in einem städtischen Gebiet übertragen, dann ist Narrowband-IoT jetzt schon eine optimale Alternative. Denn eine Maschine steht im Keller eines städtischen Industriegebäudes mit dicken Stahlbetonwänden. Die Verbindung wird einmal aufgebaut, die Maschinen bewegen sich geographisch nicht und können somit Daten wie Maschinentemperatur oder Füllstände lückenlos übertragen.

Sobald wir jedoch im Bereich der Mobilität Daten übertragen (LKW, Auto, Motorrad, E-Bike, Fahrrad), steht der Narrowband-IoT Technologie aktuell der größte Nachteil und der größte Vorteil für 2G gegenüber: die noch zu niedrige Netzabdeckung. Hohe Gebäudedurchdringung und geringerer Energieverbrauch bringen dem Fahrrad- und E-Bike-Besitzer nichts, wenn das Diebesgut im Funkloch der ländlichen Gebiete verloren ist. Auch Daten wie Tagesrouten können nicht aufgezeichnet werden, wenn ich mit dem Rad im Gelände und der Natur unterwegs bin.

In der PowUnity App gibt es neben dem Live-Tracking und Bewegungsalarm auch das Routen-Tagebuch. Im Routen-Tagebuch werden die gefahrenen Tagesrouten inklusive der dazugehörigen Statistik wie Geschwindigkeit, Distanz, Durchschnitt etc. festgehalten.

Narrowband-IoT wird auch bei PowUnity kommen, keine Frage. Aber erst, wenn die notwendige Infrastruktur für die GPS-Tracker der E-Bikes gewährleistet ist. Kein Monat früher und kein Monat später. Damit auch wir unseren Kunden die selbe Diebstahlschutz-Garantie geben können, wie wir es mit der 2G-Technologie heute tun.

So funktioniert ein GPS-Tracker – einfach erklärt

GPS steht für Globales Positionsbestimmungssystem. Zur Bestimmung der Position eines Objekts wird ein Sender und ein Empfänger benötigt. Als Sender dient ein sich im All befindliches Satellitensystem. Als Empfänger dient hier ein GPS-Tracker, der sich auf der Erde befindet.

GPS-Satelliten strahlen über Radiosignale kontinuierlich ihre Position aus. Der GPS-Tracker auf der Erde empfängt diese Radiosignale und wandelt sie in seine eigenen Positionsdaten um. Befindet sich der GPS-Tracker z. B. in einem Fahrrad oder E-Bike, dann sollten die ermittelten Positionsdaten weiter auf das Smartphone des Besitzers übermittelt werden, damit dieser den Standort seines Bikes in Echtzeit sehen kann.

Zur Übermittlung der Positionsdaten des GPS-Trackers auf das Smartphone wird der 2G oder Narrowband-IoT-Standard verwendet. 2G oder Narrowband-IoT dienen zur Kommunikation zwischen GPS-Tracker und Besitzer. Die genaue Position des GPS-Trackers wird hingegen über Satelliten ermittelt (Globales Positionsbestimmungssystem).

So funktioniert GPS-Tracking

Gut zu wissen: Der GPS-Tracker kommuniziert nicht direkt mit dem Smartphone des Besitzers, sondern sendet die Daten an einen zwischengeschalteten Server. Dieser Server leitet die Daten weiter an das Smartphone. Das hat den Vorteil, dass einerseits Daten zwischengespeichert werden und somit nicht verloren gehen, wenn der Besitzer etwa das Smartphone ausgeschaltet hat. Des Weiteren kann man gleichzeitig über mehrere Endgeräte (1. Smartphone, 2. Tablet, 3. Laptop, etc.) auf die Standortdaten des GPS-Tracker zugreifen.

Vorsicht: Ein GPS-Tracker, der nicht über Satelliten die Position bestimmt, darf korrekterweise nicht als GPS-Tracker bezeichnet werden. Findige Marketing-Menschen verwenden jedoch sehr gerne auch für nicht satellitengestützte Systeme den GPS-Tracker Begriff und führen dadurch ihre Kunden in die Irre. Ein Beispiel dafür ist der Begriff „Crowd-GPS“.

Sigfox und LoRa: Keine Alternativen zu Narrowband-IoT und 2G

Neben Narrowband IoT und 2G fallen oft die Begriffe LoRa und Sigfox – ebenfalls zwei Übertragungsstandards, die für die Übermittlung geringer Datenmengen entwickelt werden und sich auf den Ausbau des Internet der Dinge (IoT) fokussieren. Der größte Unterschied zwischen NB-IoT und 2G verglichen zu Sigfox und LoRa ist: Narrowband-IoT und 2G bauen auf dieselbe Infrastruktur auf, innerhalb der auch unsere Smartphones kommunizieren, d. h. sie nutzen gemeinsam mit etablieren Netzanbietern das sog. lizensierte Frequenzspektrum. Diese Infrastruktur wird stetig ausgebaut und deckt heute viele Anwendungsfelder der Datenübertragung weltweit ab.

Das Sigfox- und LoRa-Netz muss hingegen erst von Grund auf neu aufgebaut werden. Diese Anbieter nutzen ein eigenes, firmenintern entwickeltes und sog. unlizensiertes Frequenzspektrum. Diese Infrastruktur ist speziell entwickelt für bestimmte Anwendungsfälle und in diesen Bereichen sehr ausgereift. Gegenüber NB-IoT und 2G sind auch die Übertragungskosten geringer und die Energieeffizienz höher, da keine Kosten an Netzbetreiber entstehen und sie eigene Frequenzbereiche nutzen.

Die mangelhafte Netzabdeckung von LoRa und Sigfox ist aber ein klares Defizit. Sie ist für einen optimalen digitalen E-Bike-Diebstahlschutz garnicht erst gegeben und das wird sich – im Gegenteil zu 2G vs. Narrowband-IoT – auch zukünftig nicht ändern. Technologien, die auf das lizenzierte Frequenzspektrum und bestehenden Mobilfunkstandards aufbauen, werden im Netzausbau immer einen Vorsprung haben.

Fazit: Der beste GPS-Tracker für dein Fahrrad

Ein 2G-GPS-Tracker ist aktuell und bleibt bis auf weiteres die beste Technologie, um dein E-Bike vor Diebstahl zu schützen. Denn die Technologie baut auf ein stabiles, flächendeckendes Netz auf. Innerhalb der nächsten fünf bis zehn Jahre wird 2G durch Narrowband-IoT GPS-Tracker abgelöst. Diese sind energieeffizienter und bestechen durch eine hohe Gebäudedurchdringung. Im Jahr 2020 ist das NB-IoT Netz jedoch noch zu schwach ausgebaut, um sich über Grenzen bewegende Objekte verlässlich zu lokalisieren.

LoRa und Sigfox bauen auf unlizenzierte Frequenzspektren auf und werden nie eine annähernd hohe Netzabdeckung erreichen wie 2G es jetzt schon hat und Narroband-IoT einmal haben wird. Für den digitalen Diebstahlschutz von Fahrrädern und E-Bikes sind LoRa und Sigfox aus diesem Grund weniger geeignet und werden dies auch immer nur begrenzt sein.

BikeTrax von PowUnity ist ein auf der 2G-Technologie basierender GPS-Tracker. Zehntausende E-Bike Besitzer haben BikeTrax bereits erfolgreich in Verwendung. Wöchentlich werden Diebstähle durch BikeTrax verhindert und Diebesbanden ausgehoben.

Solange PowUnity noch keinen Narrowband IoT E-Bike GPS-Tracker anbietet, ist NB-IoT auch noch kein geeigneter Standard für E-Bike Diebstahlschutz.

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