Industrielles Kommunikations-Ökosystem: Vergleich der führenden IoT-Modulhersteller, Kommunikationsprotokolle, Netzwerkelemente und Geräteanwendungen im Fokus

Inhaltsverzeichnis

1. Definition und Bedeutung des Industrial Internet of Things

2. Vergleich der führenden IoT-Modulhersteller: Modelle, Lösungen und Marktdynamik

3. Hersteller-Updates und Nachrichten

4. Industrielle Kommunikationsprotokolle und Anwendungsszenarien

5. Industrielle Netzwerkelemente: Komponenten, Funktionen und Szenarien

6. Industrierouter/Switch/Gateway/Modem: Unterschiede und Anwendungen

7. DTU und RTU: Integration von Datenübertragung und Steuerung

8. Fazit

   
   
   
   

Einleitung

Im digitalen Zeitalter des Jahres 2025 ist das Industrial Internet of Things (IIoT) zu einer treibenden Kraft für die Transformation in der Fertigungsindustrie, intelligenten Städten und der Energiewende geworden. Dieses Ökosystem geht weit über die bloße Verbindung von Geräten hinaus – es integriert Sensoren, Kommunikationsmodule, Netzwerkinfrastruktur und intelligente Analysen zu einer vollständigen Kette. Unternehmen können durch diese Komponenten Echtzeit-Datenerfassung, prädiktive Wartung und automatisierte Entscheidungsfindung realisieren, was die Betriebseffizienz steigert, Ausfallzeiten reduziert und die Systemresilienz erhöht. Dieser Bericht analysiert detailliert die Produkte und Lösungen führender IoT-Modulhersteller wie Quectel, Fibocom, Meig, SIMCOM, Neoway, Sequans, Telit und U-blox. Zudem werden die Komponenten industrieller Kommunikationsnetzwerke, ihre Funktionen und typischen Anwendungsszenarien untersucht sowie die Unterschiede und Anwendungen von Industrieroutern, Switches, Gateways und Modems erläutert. Abschließend wird auf die Funktionsunterschiede zwischen DTU (Data Transfer Unit) und RTU (Remote Terminal Unit) eingegangen. Diese Inhalte helfen Ihnen, ein effizientes IIoT-Ökosystem zu verstehen und aufzubauen. Innovative Unternehmen wie Wavetel IoT konzentrieren sich auf IoT-Endgeräte wie Industrierouter, Gateways und Modems, die in Bereichen wie Energie, Sicherheit und intelligente Fertigung eingesetzt werden. 2025 hat Wavetel eine neue Serie von 5G-Industrieroutern eingeführt, die Edge-AI-Anwendungen unterstützen.

1. Definition und Bedeutung des Industrial Internet of Things

1.1 Definition des Industrial Internet of Things

Das Industrial Internet of Things (IIoT) bezeichnet die Vernetzung von Geräten, Maschinen und Systemen in industriellen Umgebungen durch Sensoren, Aktoren, Kommunikationsmodule und Cloud-Computing-Technologien, um ein intelligentes Netzwerk für Datenerfassung, -übertragung und -analyse zu schaffen. IIoT umfasst nicht nur physische Geräte wie Sensoren, Gateways und Router, sondern auch Softwareplattformen und Datenanalysetools, die industrielle Prozesse optimieren, die Effizienz steigern und Betriebskosten senken. Der Kern des IIoT liegt in der nahtlosen Kommunikation zwischen Geräten und datengetriebenen Entscheidungen. Es findet breite Anwendung in Bereichen wie intelligente Fertigung, Energiemanagement, Logistik und Smart Cities. Im Vergleich zum Consumer-IoT zeichnet sich IIoT durch hohe Zuverlässigkeit, geringe Latenz und industrielle Robustheit aus, um auch unter anspruchsvollen Bedingungen (z. B. hohe Temperaturen, Feuchtigkeit, starke Vibrationen) stabil zu arbeiten.

1.2 Warum Industrial Internet of Things nutzen?

Die Einführung von IIoT bietet Unternehmen erhebliche wirtschaftliche und technische Vorteile. Die wichtigsten Treiber sind:

• Steigerung der Betriebseffizienz: IIoT optimiert Produktionsprozesse durch Echtzeit-Datenerfassung und -analyse. Beispiel: Die Siemens MindSphere-Plattform nutzt Sensordaten, um Gerätausfälle vorherzusagen, wodurch Ausfallzeiten reduziert und die Produktionseffizienz um bis zu 20 % gesteigert werden.

• Prädiktive Wartung: Durch die Überwachung von Gerätezuständen (z. B. Vibration, Temperatur) kann IIoT frühzeitig auf Fehler hinweisen und Wartungskosten senken. Beispiel: GE Predix sagt Turbinenausfälle in Windparks voraus, wodurch Millionen an Reparaturkosten eingespart werden.

• Datengetriebene Entscheidungen: IIoT integriert Daten aus verschiedenen Quellen (z. B. Produktionslinien, Lieferketten), um präzise Entscheidungen zu ermöglichen. Beispiel: Intelligente Logistik verfolgt Frachtpositionen über IoT-Module, optimiert Transportrouten und reduziert Logistikkosten um 10–15 %.

• Erhöhte Sicherheit: Industrielle Gateways und Router unterstützen Verschlüsselung und VPNs, um sichere Datenübertragung zu gewährleisten und Cyberangriffe zu verhindern – insbesondere in Szenarien wie Smart Grids und Fernüberwachung.

• Förderung der digitalen Transformation: IIoT unterstützt die Umstellung von traditioneller Industrie auf intelligente Fertigung. Beispiel: Industrie 4.0 ermöglicht automatisierte Produktionslinien, wodurch deutsche Fertigungsunternehmen ihre Produktionsflexibilität um 30 % steigern.

• Energieeinsparung und Emissionsreduktion: IIoT optimiert den Energieverbrauch. Beispiel: Intelligente Stromzähler nutzen NB-IoT-Module zur Echtzeitüberwachung des Stromverbrauchs, wodurch Unternehmen den Energieverbrauch um 10–20 % senken und Nachhaltigkeitsziele unterstützen.

  
  

  

Laut einem Bericht von McKinsey wird der IIoT-Markt bis 2030 ein Volumen von 1,5 Billionen US-Dollar erreichen, wobei 70 % der globalen Fertigungsunternehmen planen, ihre IIoT-Investitionen zu erhöhen. Wavetel IoT bietet leistungsstarke IIoT-Lösungen, um Unternehmen bei der Nutzung dieser Vorteile zu unterstützen.

2. Vergleich der führenden IoT-Modulhersteller: Modelle, Lösungen und Marktdynamik

IoT-Module sind zentrale Komponenten, um industrielle IoT-Geräte mit der Cloud zu verbinden. Die Wahl des Moduls beeinflusst Leistung, Kosten und Zuverlässigkeit des Systems. Laut dem Bericht von Berg Insight 2024 erreichte die weltweite Auslieferung von Mobilfunk-IoT-Modulen 514 Millionen Einheiten, ein Anstieg von 22 %, mit einem Umsatzwachstum von 13 % auf 60 Milliarden US-Dollar. Chinesische Hersteller wie Quectel, Fibocom und Meig dominieren den Markt, während Telit und U-blox in Szenarien mit hoher Zuverlässigkeit hervorstechen. Die folgende Tabelle vergleicht die Kernprodukte, unterstützten Kommunikationslösungen (z. B. 5G, LTE, NB-IoT), Zielanwendungen, Marktanteile sowie Vor- und Nachteile der Hersteller.

Datenquellen: Zusammengestellt aus Counterpoint Research und Berg Insight 2024. 5G-Module werden voraussichtlich 2025 über 25 % des Gesamtumsatzes ausmachen, mit RedCap und eRedCap als neuen Trends .

3. Hersteller-Updates und Nachrichten

3.1 Quectel

• Marktposition: Weltweit größter IoT-Modul-Anbieter mit einem Marktanteil von 35–40 %.

• Produkthighlights: SC200V unterstützt Multimedia-Verarbeitung, FG360 für FWA-Szenarien, SIM8260C-M2 für 5G Sub-6GHz.

• Nachrichten: Auf derwird ein Wi-Fi HaLow-Modul vorgestellt, das stromsparende Langstreckenverbindungen optimiert(Quectel News). Zusammenarbeit mit PCI auf der CommunicAsia 2025 zur Vorstellung eines 5G-Industrie-Gateways mit verbesserter Edge-Computing-Fähigkeit.

• Vorteile: Unterstützung von Wi-Fi 7 und Bluetooth 5.3, ideal für High-Performance-Szenarien; Nachteil: höhere Preise, aber hohe Zuverlässigkeit.

  
  

3.2 Fibocom

• Produkthighlights: FG370 basiert auf MediaTek T830, LE270-Serie für ultrakompakte Cat 1bis-Module.

• Nachrichten: 2025 Einführung des „AI for X“-Stacks mit integrierten KI-Funktionen für Smart Cities (IoT Now) . MC610-GL-Modul erhielt 2024 einen Branchenpreis für optimierte Verbindungen im Versorgungssektor.

• Vorteile: Hohe AIoT-Integration; Nachteil: Langsame internationale Marktexpansion.

3.3 Meig

• Produkthighlights: SNM951 unterstützt Android 12, SLM320 für kostengünstige LTE-Anwendungen.

• Nachrichten: 2022 erhielt SNM951 den IOTE Gold Award, 2025 ist ein Börsengang in Hongkong geplant, um die globale Reichweite zu erweitern (Moomoo News).

• Vorteile: Hohe Kosteneffizienz; Nachteil: Langsame Iteration von 5G-Lösungen.

  
  

3.4 SIMCOM

• Produkthighlights: SIM7672 unterstützt eSIM und Cat 1bis, SIM8260C-M2 unterstützt 5G RedCap.

• Nachrichten: 2024 Kooperation mit Kigen zur Einführung der SIM7672-Serie für optimierte eSIM-Bereitstellung (IoT For All).

• Vorteile: RedCap senkt 5G-Bereitstellungskosten; Nachteil: Optimierungsbedarf beim Stromverbrauch.

  
  

3.5 Neoway

• Produkthighlights: N58 unterstützt LTE Cat 1, Wi-Fi HaLow-Module für stromsparende Szenarien.

• Nachrichten: 2025 Präsentation von AIoT-Lösungen auf der zur Stärkung des Energiemanagements (Neoway News).

• Vorteile: Hohe Zuverlässigkeit in Energieszenarien; Nachteil: Begrenzte Produktvielfalt.

  
  

3.6 Sequans

• Produkthighlights: Monarch 2 GM02S unterstützt LTE-M/NB-IoT, Calliope 2 unterstützt Cat 1bis.

• Nachrichten: 2025 Einführung eines Dual-Mode-4G/5G-Moduls mit eRedCap-Unterstützung (RCR Wireless).

• Vorteile: Geringer Stromverbrauch; Nachteil: Kleiner Marktanteil.

  
  

3.7 Telit

• Produkthighlights: LE310 unterstützt Cat 1bis, SL871K2 integriert GNSS.

• Nachrichten: 2025 Einführung der neuen Module LE310 und SL871K2 mit optimierter Mehrbandunterstützung (Telit News).

• Vorteile: Starke GNSS-Integration; Nachteil: Anpassungsphase nach der Cinterion-Integration.

  
  

3.8 U-blox

• Produkthighlights: MAYA-W4 unterstützt Wi-Fi 6/Bluetooth, SARA-R510 unterstützt LTE.

• Nachrichten: 2025 Verkauf des Mobilfunkgeschäfts an Trasna, was die IoT-Marktposition beeinflusst (Bytesnap News).

• Vorteile: Führende Ortungstechnologie; Nachteil: Rückzug aus dem Mobilfunkmodul-Markt.

  
  

4. Industrielle Kommunikationsprotokolle und Anwendungsszenarien

4.1 Industrielle Kommunikationsprotokolle

Industrielle Kommunikationsprotokolle sind die „Sprache“ des IIoT-Ökosystems und gewährleisten einen effizienten und zuverlässigen Datenaustausch zwischen Geräten. Die folgende Tabelle stellt die wichtigsten Protokolle und ihre typischen Anwendungsszenarien vor:

4.2 Beispiele für Anwendungsszenarien:

• Modbus: Wasseraufbereitungsanlagen nutzen Modbus RTU zur Verbindung von SPS und Sensoren, um Wasserqualitätsdaten zu erfassen.

• OPC UA: Intelligente Fertigungsstätten verwenden OPC UA für die Kommunikation zwischen Geräten unterschiedlicher Marken, z. B. Siemens und Rockwell.

• MQTT: Intelligente Stromzähler übertragen Verbrauchsdaten über NB-IoT-Module mit MQTT in die Cloud.

• PROFINET: Automobilproduktionslinien nutzen PROFINET für die Echtzeitkommunikation zwischen Robotern und Steuerungssystemen.

• CANopen: Industrielle Aufzugssysteme verwenden CANopen zur Steuerung von Motoren und Sensoren.

  
  

5. Industrielle Netzwerkelemente: Komponenten, Funktionen und Szenarien

Industrielle IoT-Netzwerke bestehen aus mehreren Netzwerkelementen, darunter Sensoren, Aktoren, Gateways, Router, Switches und Modems, die gemeinsam Datenerfassung, -übertragung und -analyse ermöglichen. Nachfolgend sind die Funktionen und Anwendungsszenarien der einzelnen Elemente aufgeführt:

• Sensoren (Perzeptionsebene): Erfassen von Umgebungsdaten (z. B. Temperatur, Druck, Vibration).

  • Funktion: Bereitstellung von Echtzeit-Überwachungsdaten.

  • Szenario: In der Fertigung werden Vibrationssensoren für prädiktive Wartung eingesetzt, z. B. in der Siemens MindSphere-Plattform.

  • Beispiel: Honeywell-Industriesensoren für die Temperaturüberwachung in Chemieanlagen.

• Aktoren: Ausführen von Aktionen basierend auf Anweisungen (z. B. Ventile öffnen/schließen, Motoren starten).

  • Funktion: Ermöglicht automatisierte Steuerung.

  • Szenario: In der intelligenten Landwirtschaft steuern Aktoren Bewässerungssysteme, z. B. John Deere’s Precision Farming-Lösungen.

• Gateways: Verbinden Geräte mit der Cloud und unterstützen Protokollkonvertierung (z. B. Modbus zu MQTT).

  • Funktion: Datenaggregation, Edge-Computing, Sicherheitsfilterung.

  • Szenario: In Fabriken aggregieren Gateways SPS-Daten und übertragen sie an AWS IoT Core.

  • Beispiel: Advantech WISE-Serie Gateways unterstützen mehrere Protokolle.

• Router: Verwalten die Datenweiterleitung zwischen verschiedenen Netzwerken.

  • Funktion: WAN-Verbindung, VPN-Unterstützung.

  • Szenario: Werke an verschiedenen Standorten nutzen Router für sichere Kommunikation, z. B. Cisco IR1101-Industrierouter.

• Switches: Ermöglichen den Datenaustausch innerhalb eines lokalen Netzwerks.

  • Funktion: Effiziente Verbindung lokaler Geräte.

  • Szenario: Werkstätten verbinden Geräte über Switches, z. B. Moxa EDS-408A-Industrieswitches.

• Modems: Konvertieren digitale in analoge Signale und umgekehrt.

  • Funktion: Bereitstellung von Internetzugang.

  • Szenario: Abgelegene Standorte nutzen Mobilfunkmodems für Cloud-Verbindungen, z. B. Sierra Wireless AirLink-Serie.

6. Industrierouter/Switch/Gateway/Modem: Unterschiede und Anwendungen

7. DTU und RTU: Integration von Datenübertragung und Steuerung

DTU (Data Transfer Unit) und RTU (Remote Terminal Unit) sind zentrale Datenverarbeitungsgeräte im industriellen IoT.

7.1 DTU

• Funktion: Transparente Datenübertragung, unterstützt Protokolle wie Modbus und TCP/IP.

• Anwendung: Fernauslesung, z. B. Datenupload in Wasserversorgungssystemen.

• Beispiel: Four-Faith F2X16 DTU für Umweltüberwachung.

  
  

7.2 RTU

• Funktion: Erfassung analoger/schaltbarer Signale mit lokaler Steuerlogik.

• Anwendung: Fernsteuerung in Energiesystemen, z. B. Schneider Electric SCADA RTU.

• Beispiel: RTUs zur Überwachung des Gerätezustands in Windparks.

  
  

7.3 Unterschiede und Integration

• Unterschiede: DTUs konzentrieren sich auf Datenübertragung, RTUs auf Datenerfassung und -steuerung.

• Integration: Moderne Geräte wie die DTU/RTU-Kombinationsmodule von B+B SmartWorx integrieren Datenerfassung, -steuerung und -übertragung für Anwendungen wie Smart Grids und Umweltüberwachung.

• Szenario: In Wasseraufbereitungsanlagen übertragen DTUs Sensordaten, während RTUs Pumpstationen steuern – gemeinsam ermöglichen sie eine vollständige Prozessautomatisierung.

8. Fazit: Aufbau eines effizienten industriellen IoT-Ökosystems

Durch den detaillierten Vergleich führender IoT-Modulhersteller, die Analyse der Funktionen von Netzwerkelementen und die Untersuchung von Geräteanwendungen können Unternehmen die geeigneten Module und Netzwerkelemente entsprechend ihren Anforderungen auswählen, um ein effizientes industrielles IoT-Ökosystem aufzubauen. Wavetel IoT bietet maßgeschneiderte Lösungen, einschließlich Industrieroutern, Gateways und DTU/RTU-Geräten, um Kunden bei der digitalen Transformation zu unterstützen. Besuchen Sie waveteliot.com für weitere Informationen zu IoT-Modulvergleichen, 5G-IoT-Lösungen und industriellen Kommunikationsgeräten.