mioty: Drahtloser IoT Standard der nächsten Generation

Die Fakultät Electronic Engineering & Entrepreneurship veranstaltet im Zuge der Eventserie Meet the Future of IoT die bereits dritte Veranstaltung. Wir führten im Vorfeld zur Einstimmung auf die Veranstaltung ein Interview mit Stefan Ereth (Fraunhofer Institut). Er wird einen Vortrag zum Thema „mioty® – Drahtloser IoT-Standard der nächsten Generation“ halten. Dank der Unterstützung von Radio Technikum ist dies kostenlos für alle Teilnehmer*innen.
Näheres zum Programm und die Anmeldung zum Event findet ihr hier.

-) Was kann man sich unter „mioty®“ vorstellen?

Stefan Ereth: mioty ist ein softwarebasiertes Low-Power-Wide-Area-Network (LPWAN)-Protokoll, das entwickelt wurde, um die heutigen und zukünftigen Einschränkungen der drahtlosen Konnektivität zu überwinden. Mit seiner sehr guten Zuverlässigkeit und Skalierbarkeit ist mioty für massive industrielle und kommerzielle IoT-Einsätze konzipiert.

-) Wie kann man mioty im Vergleich zu aktuell verfügbaren Funk-Standards einordnen?

Stefan Ereth: mioty ist z.B. für Smartphones nicht geeignet, da sie hohe Downlink-Raten für Internet und Video-Streaming brauchen. Auch Bluetooth-Geräte sind kein Anwendungsfall für mioty, sie müssen nämlich eng mit einem gepairten Gerät in naher Umgebung zusammenarbeiten. Wasserzähler hingegen eignen sich für mioty ideal. Sie sind oft im Keller verbaut, senden einmal pro Stunde ein paar Bytes und müssen auf der anderen Seite 10 Jahre mit einer Batterie auskommen.
Es wird in Zukunft für verschiedene Anforderungen unterschiedliche Funktechnologien geben. Mioty gehört zu den LPWANs (low power wide area network). Hier ist der Energiebedarf oft gleich dem Datendurchsatz. Verschiedene Use-Cases haben sehr unterschiedliche Anforderungen bezüglich Reichweite, Stromverbrauch und Datendurchsatz.

Am Bild: mioty gehört zum Bereich „low power wide area network“ (LPWAN).

-) Ein wichtiger Bestandteil von mioty ist Telegramm Splitting. Warum macht dies eine Übertragung so robust?

Stefan Ereth: Die zentrale Erfindung hinter der mioty-Technologie ist das Telegram Splitting Multiple Access (TSMA)-Verfahren. Wie vom European Telecommunications Standards Institute (ETSI TS 103 357) definiert, teilt Telegram Splitting die im Datenstrom zu transportierenden Datenpakete in kleine Teilpakete auf Sensorebene auf.

Diese Teilpakete werden dann über verschiedene Frequenzen und Zeiten übertragen. Ein Algorithmus in der Basisstation durchsucht das Spektrum ständig nach mioty-Teilpaketen und setzt sie wieder zu einer vollständigen Nachricht zusammen. Dank einer ausgeklügelten Vorwärtsfehlerkorrektur (Forward Error Correction, FEC) benötigt der Empfänger nur 50 % der Funkbursts, um die Informationen vollständig zu rekonstruieren. Damit ist mioty besonders robust gegen Eigen- und Fremdstörungen.
Nähere Details dazu hier: https://mioty-alliance.com/miotytechnology/

-) Wo genau wird mioty in Zukunft eingesetzt werden?
Stefan Ereth: Unsere Städte entwickeln sich immer mehr zu Smart Cities: Intelligente Städte benötigen eine kosteneffiziente, hochgradig skalierbare Netzinfrastruktur, um eine riesige, wachsende Zahl von Sensoren heute und in Zukunft zu verbinden. (z.B. Strom- und Wasserzähler, CO2-Sensoren in Schulen, Smart Parking, usw.)

Auch um etwa die Möglichkeiten von Industrie 4.0 zu nutzen (I-IOT: industrial-IOT), benötigen wir eine robuste IoT-Konnektivität, die die komplexen und oft abgelegenen Umgebungen überwinden kann. (z.B. Worker Saftey oder Umgebungstemperatur)

Auch der Bereich Agriculture ist für mioty ein wichtiger Anwendungsbereich. Precision Farming benötigt live-Daten direkt vom Feld in hoher Auflösung. (z.B. Regensensor oder Messungen der Bodenfeuchte)

Smart Building / Smart Home verbreitet sich ebenso bereits rasant. Hier kann mioty zum Beispiel für Heizungs- und Klimasteuerung, Zugangssteuerung und Rauchmelder verwendet werden.

Hier einige Beispiele dazu: https://mioty-alliance.com/applications/

-) Wahrscheinlich braucht man dafür komplett neue Hardware? (Sowohl auf Sender- als auch Empfänger-Seite) Wann wird es hier die ersten Geräte im Alltag geben?

Stefan Ereth: Ja, dafür werden andere Geräte benötigt. Der Use-Case Smart Meter ist bereits in der Rollout-Phase. Mehrere Städte sind schon jetzt mit einem flächendeckenden mioty Netzwerk (fixed network) abgedeckt und empfangen >10.000 Sensoren. Die anderen Verticals sind im Feld bereits erprobt und werden demnächst in die Rollout-Phase gehen.