Machine-to-Machine einfach erklärt: M2M-Kommunikation und ihre Bedeutung

Im Jahr 2024 registrierte die Bundesnetzagentur 73,7 Millionen Machine-to-Machine-Anschlüsse auf Mobilfunkbasis in Deutschland.
Das bedeutet einen Anstieg von rund 17 % im Vergleich zum Vorjahr. Und die Zahl wächst beständig weiter. Wir erklären, wie M2M funktioniert, warum die Technik so erfolgreich ist und geben Beispiele, wie Sie M2M praktisch nutzen.

Was ist M2M-Kommunikation?

Das Kürzel M2M steht für „Machine-to-Machine“. Damit gemeint ist der automatisierte Datenaustausch zwischen unterschiedlichen, miteinander vernetzten Endgeräten bzw. Maschinen über das Internet der Dinge (IoT). Die zwischen den Geräten ausgetauschten Daten können sowohl von Angehörigen des Unternehmens als auch von den Geräten selbst weiterverarbeitet werden. Die Idee dazu entstand bereits zu Beginn des 20. Jahrhunderts und hat ihre Wurzeln im Bereich der Telemetrie.

Vernetzen lassen sich heute z. B.:

  • Maschinen
  • Fahrzeuge
  • Automaten
  • Frachtcontainer
  • GPS-Tracker

M2M-Produkte verfügen über eine gewisse Autonomie und werden daher auch als smarte oder intelligente Produkte bezeichnet. Im Bereich der produzierenden Industrie etwa bilden sie die Basis für automatisierte Fertigungsprozesse.

Zu den Daten, die mit IoT-Sensoren gesammelt und über das Internet of Things (IoT) übertragen werden, zählen u. a.:

  • Temperatur
  • Druck
  • Bewegungsdaten
  • Stromverbrauch
  • Füllstand

Ursprünglich wurden Kabel zur Übermittlung der Daten genutzt. Im Zuge der fortschreitenden Digitalisierung erfolgt die Kommunikation zunehmend drahtlos. Dabei kommen immer häufiger spezielle IoT-SIM-Karten in den Geräten zum Einsatz, die die Daten der M2M-Anwendungen über das Mobilfunknetz übertragen.

Anforderungen an M2M-Lösungen

Das Europäische Institut für Telekommunikationsnormen (ETSI) setzt sich für das Ziel ein, weltweit gültige Standards für Informations- und Kommunikationstechnologien zu etablieren. In diesem Rahmen hat das Institut einen Anforderungskatalog für M2M-Lösung aufgestellt. Darin finden sich u. a. folgende Positionen:

  • Skalierbarkeit: Das M2M-System sollte auch dann effizient funktionieren, wenn ihm weitere vernetzte Objekte hinzugefügt werden.
  • Anonymität: Das M2M-System muss in der Lage sein, die Identität eines M2M-Geräts bei Bedarf mithilfe von Verschlüsselung zu verbergen.
  • Protokollierung: M2M-Systeme müssen fähig sein, wichtige Ereignisse aufzuzeichnen. Dazu gehören etwa fehlgeschlagene Installationsversuche, nicht funktionierende Services oder das Auftreten fehlerhafter Informationen. Die Protokolle müssen auf Anfrage verfügbar sein.
  • Kommunikationsprinzipien: M2M-Systeme sollten die Kommunikation mithilfe von entsprechenden Techniken, wie z. B. per Kurzmitteilungsdienst (SMS) und Internet Protocol (IP) ermöglichen. Verbundene Geräte sollten auch Peer-to-Peer (P2P) miteinander kommunizieren können.
  • Übermittlungsmethoden: Das M2M-System sollte Unicast-, Anycast-, Multicast- und Broadcast-Kommunikationsmodi unterstützen. Es sollte zwischen den Modi wechseln können, um die durch Datentransfer entstehende Belastung im Kommunikationsnetz so gering wie möglich zu halten.
  • Planung der Nachrichtenübertragung: M2M-Systeme müssen Zeitpunkte für die Übermittlung von Nachrichten festlegen können. Außerdem müssen sie in der Lage sein, geplante Übermittlungszeiten je nach Priorität zu staffeln.
  • Auswahl des Kommunikationswegs für Nachrichten: Kommunikationswege innerhalb eines M2M-Systems sollten optimiert werden – und zwar auf Basis von Regelungen für Verzögerungen sowie in Hinblick auf Übertragungsfehler und Netzwerkkosten.

So funktioniert Machine-to-Machine-Kommunikation

Bei Machine-to-Machine-Kommunikation werden Daten gesammelt und an ein Netzwerk übertragen. Darüber hinaus können automatisierte Aktionen ausgelöst werden. Sämtliche Machine-to-Machine-Systeme setzen sich aus folgenden drei Hauptkomponenten zusammen:

  1. Datenendpunkt (DEP): ein System, Maschine oder Gerät, dessen Daten übermittelt oder überwacht werden. Innerhalb eines geschlossenen M2M-Netzwerks kann es mehrere DEPs geben. Beispiele hierfür sind ein Verkaufsautomat (der Inventarinformationen an eine Zentrale sendet), ein Stromzähler (der den Zählerstand selbstständig übermittelt) und ein medizinisches Gerät (das Gesundheitsdaten der Patientin oder des Patienten überträgt).
  2. Kommunikationsnetze: das Netz, über das Daten zwischen Geräten oder Standorten übertragen werden. Neben den Kabelnetzen (wie DSL oder Glasfaser) kommen immer häufiger Verbindungen über Mobilfunknetze zum Einsatz. Vernetzte Maschinen sind zunehmend drahtlos verbunden – über WLAN oder eine eigene Mobilfunkverbindung per SIM-Karte mit IoT-Tarif. Bei Datenübertragungen über kürzere Distanzen kommen auch Technologien wie Bluetooth, Radio Frequency Identification (RFID), Near Field Communication (NFC) und ZigBee zum Einsatz.
  3. Datenintegrationspunkt (DIP): die Maschine, von der die übertragenen Daten verarbeitet werden. Im Gegensatz zu DEPs ist ein DIP meist nur einmal in einem Netzwerk vorhanden. Das kann etwa ein Server sein, der Messwerte überwacht und ggf. Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter (z. B. per SMS) über Auffälligkeiten informiert.

So profitiert Ihr Unternehmen von M2M

Integrieren Sie Machine-to-Machine-Kommunikation in ihre Geschäftsprozesse, profitieren Sie durch den automatisierten Austausch von Daten. Darüber hinaus schaffen M2M-Lösungen neue Potenziale für Dienstleistungen und Geschäftsmodelle.

  • Zeit- und Kostenersparnis: Durch schnellere und besser planbare Übertragungswege sowie optimierte Arbeitsprozesse arbeiten Sie ganzheitlich effizienter. 
  • Weniger Wartungsbedarf und Inspektionsaufwand: Der Wartungsbedarf in Ihrem Unternehmen sinkt und Sie vermeiden Ausfälle. Indem Sie Daten sammeln, gewinnen Sie neue Erkenntnisse und können neue Ansätze für die Optimierung von Arbeitsabläufen entwickeln. Sobald eine Wartung erforderlich wird oder Probleme auftreten, melden Ihre Maschinen den Bedarf frühzeitig (Predictive Maintenance).
  • Erschließung neuer Geschäftsfelder für IT-Dienstleistungen: Der Einsatz von M2M-Technologien in neuen und bereits bestehenden Geschäftszweigen kann Ihnen dabei helfen, Wartungs- und andere Kundenservices zu verbessern. 

Anwendungsbeispiele

In Fertigungsbetrieben schafft M2M-Kommunikation die Grundlage für die Automatisierung von Produktion und Anwendungen. Grundsätzlich kann aber so gut wie jedes Unternehmen unabhängig von seiner Branchenzugehörigkeit von M2M-Lösungen profitieren.

Energieversorgung

Zahlreiche Unternehmen des Energiesektors nutzen mittlerweile M2M. Dank der Technologie lassen sich die intelligenten Stromzähler (Smart Meter) von Stadtwerken auch in ländlichen Gebieten und Grenzregionen zuverlässig einbinden. Zudem können Unternehmen der Branche mithilfe von Messdaten die Funktionalität sämtlicher relevanter Komponenten überwachen und die Energieversorgung sicherstellen. So nutzt beispielsweise der Messstellenbetreiber co.met das sogenannte Smart Metering, um Zählerstände abzulesen und Kosten abzurechnen.

Gesundheitsfürsorge

Im medizinischen Bereich kann M2M z. B. dazu dienen, in Echtzeit den Herzrhythmus oder andere Vitalzeichen zu beobachten – auch wenn sich die Patientinnen oder Patienten an einem anderen Ort befinden. Das 6G Health Institute erforscht, wie sich die Versorgung von Patientinnen und Patienten im städtischen wie im ländlichen Raum mithilfe von Technologien wie IoT und 5G optimieren lässt. Mit einem privaten 5G-Campusnetz hat die Einrichtung die Voraussetzung für künftige Anwendungsfälle geschaffen.

Logistik und Vertrieb

Ein wesentliches Einsatzgebiet für M2M sind die Bereiche Logistik und Vertrieb. So kann etwa ein Verkaufsautomat melden, dass ein Artikel knapp ist. Der Vertrieb hat so die jeweils aktuellen Füllstände im Blick und kann rechtzeitig für Nachschub sorgen.

Darüber hinaus kommt M2M bei der Inventarverwaltung, in Lagern und für die Überwachung von Lieferketten zum Einsatz – etwa in smarten Vorratsschränken und Regalen, die automatisch Ware nachbestellen können. Auch bei der Telematik in Fahrzeugen spielt M2M eine wichtige Rolle.

M2M im Überblick

  • M2M (Machine-to-Machine) steht für den automatisierten Datenaustausch zwischen miteinander vernetzten Endgeräten.
  • In der Regel erfolgt die Datenübertragung mittels drahtloser Vernetzung. Viele M2M-Geräte verfügen über IoT-SIM-Karten und nutzen dafür Mobilfunk. 
  • Die Technologie kann für unterschiedlichste Zwecke eingesetzt werden, wie z. B. zur Echtzeitüberwachung von Fahrzeugen und anderen Maschinen, zur Produktionsoptimierung oder zum Energie- und Ressourcenmanagement. 
  • Mit M2M können Unternehmen verschiedenster Branchen profitabler arbeiten.

Quelle:

https://www.o2business.de/magazin/m2m-machine-to-machine/