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LTE CAT. M1 – Long Term Evolution For Machines

Weltweit sind bereits Milliarden intelligenter Geräte sowohl in der Industrie als auch im Privatbereich mit einem Sensornetzwerk verbunden. Das Internet of Things ist unverzichtbar geworden. Wie auch LTE NB-IoT unterstützt das Low Power Wide Area Network (LPWAN) LTE Cat. M1 die Netzbetreiber, damit sie die alltäglichen, physischen Objekte mit dem Internet of Things (IoT) verbinden können.    LTE Cat. M1 […]

Weltweit sind bereits Milliarden intelligenter Geräte sowohl in der Industrie als auch im Privatbereich mit einem Sensornetzwerk verbunden. Das Internet of Things ist unverzichtbar geworden. Wie auch LTE NB-IoT unterstützt das Low Power Wide Area Network (LPWAN) LTE Cat. M1 die Netzbetreiber, damit sie die alltäglichen, physischen Objekte mit dem Internet of Things (IoT) verbinden können.   

LTE Cat. M1 ist eine Langzeitentwicklungsmaschine, die aus einem partnerschaftlichen Projekt der dritten Generation LTE (4G), kurz 3GPP abgeleitet wird. Weitere Bezeichnungen für diesen ergänzenden Standard sind LTE for Machines, Enhanced Machine-Type Communications (eMTC) oder LTE-M Release 13.  

Wie funktioniert LTE Cat. M1? 

Der Mobilfunkstandard LTE Cat. M1 lässt sich innerhalb eines bestehenden LTE-Mobilfunknetzes ergänzend einsetzen. Je nach Anwendungsfall kann er nach seiner Implementierung einen seiner Vorteile ausspielen. Zu den wichtigen Vorteilen zählen: 
– Betrieb und Einsatz in bestehenden Netzwerken 

– benötigt eine geringe Gerätekomplexität 

– bietet eine höhere Netzabdeckung 

– verlängert die Akkulebensdauer auf zehn Jahre oder länger 

Das LTE-Cat-M1 Netzwerk kann mit einem vorhandenen 1,08 MHz Träger mit sechs Kanälen zu je 180 kHz Kanalbreite betrieben werden. Die begrenzte Kanalbreite lässt dabei eine maximale Datenrate von 1 Mbit/s zu. Bei einer eigenständigen LTE-Bereitstellung ist ein Betrieb mit einer Bandbreite von 1,4 MHz möglich. Damit die höhere Reichweite der Internet of Things-Anwendungen erhalten bleibt, bietet eMTC darüber hinaus eine Leistungsübertragungsbilanz von weiteren 15 dB an. Das ermöglicht eine siebenfach höhere LTE-Netzabdeckung. 

Mobile Geräte können mithilfe von eMTC stärker in das jeweilige Mobilfunknetz integriert werden. Den Anwendern stehen beispielsweise Sprachübertragung und Roaming wie in einem normalen LTE-Netz zur Verfügung. Damit ein Mobilfunknetz LTE-Cat-M1 nutzen kann, bedarf es lediglich eines Software-Updates. Die Implementierung ist somit relativ einfach. 

Anwendungsbeispiele von LTE Cat. M1  

Durch seine Eigenschaften und Vorteile eignet sich LTE-M für eine Vielzahl an Anwendungen. Fahrzeuge können getrackt werden. Auch Container- und Geräte-Systeme lassen sich über lange Strecken mit dieser Technologie tracken und kontrollieren. Ein Diebstahl oder eine Beschädigung löst einen Sicherheitsalarm aus. Sprachübertragungen über Notrufanlagen oder eine Alarmierung im medizinischen Bereich werden ermöglicht. Der Herzschlag und die Vitalfunktionen eines Neugeborenen können mit einem Wearable überwacht werden. 

Mittlerweile werden LTE-M-Netzwerke von den wichtigsten Produzenten von Mobil-Geräten oder Modul- und Chipsatzherstellern unterstützt. Dafür profitieren die Hersteller von den Datenschutz- und Sicherheitsfunktionen der mobilen Netzwerke. 

Billions of smart devices worldwide, both in the industry field and in the private sector, are already connected to a sensor network. The Internet of Things has become indispensable. Like LTE NB-IoT, the Low Power Wide Area Network (LPWAN) supports LTE Cat. M1 supports the network operators, so they can connect everyday, physical objects to the Internet of Things (IoT).

LTE Cat. M1 represents a long-term development machine, which derives from a third-generation LTE (4G) partnership project, known in short as 3GPP. Further denominations for this supplementary standard are LTE for Machines, Enhanced Machine-Type Communications (eMTC) or LTE-M Release 13.

How does LTE Cat. M1 function?

The mobile communications standard LTE Cat. M1 can be implemented as a supplement within an existing LTE mobile network. Depending on the application scenario, it can play out one of its advantages after the implementation. Among the most important advantages, there are:

– operation and implementation in existing networks
– requires a reduced system complexity
– offers an increased network coverage
– extends battery life to ten years or longer

The LTE Cat. M1 network can be operated with an existing 1.08 MHz carrier, with six channels, each with a channel width of 180 kHz. The limited channel width allows for a maximum data rate of 1 Mbit/s. The standalone LTE deployment allows for an operation with a bandwidth of 1.4 MHz. To maintain the higher range of the Internet of Things, eMTC also offers a link budget of an additional 15 dB. This enables for a LTE network coverage which is seven times bigger.

Mobile devices can be increasingly integrated in the respective mobile network with the help of eMTC. For instance, voice transmission and roaming are available to users as in a normal LTE network. So that a mobile network can use LTE Cat. M1, only a software update is necessary. Therefore, the implementation is relatively simple.

Application examples of LTE Cat. M1

Given its features and advantages, LTE M is suitable for a wide range of applications. Vehicles can be tracked. Container and equipment systems can be tracked and controlled over long distances with the help of this technology. A theft or a damage triggers a security alarm. Voice transmissions via emergency call systems or the alerting in the medical field are made possible. The heartbeat and vital functions of a newborn can be monitored with a wearable.

In the meantime, LTE M networks are supported by the most importan producers of mobile devices or module and chipset manufacturers. In return, manufacturers take advantage of the data protection and security functions of mobile networks.

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