Es vergeht kaum ein Tag, an dem nicht Politik, Fachjournalisten oder auch Netzbetreiber das Thema 5G und die damit verbundenen Verheissungen für die Zukunft medial befeuern. 

Leider wird aber wenig darüber gesprochen, dass die Einführung dieser neuen Technologie das Abschalten der in die Jahre gekommenen 3G- und 2G- Netze mit sich bringen wird. Lediglich LTE (4G) hat noch eine Bestandsgarantie für viele Jahre und wird gegenwärtig mit zusätzlichen Frequenzbändern erweitert. 

Dadurch wird das 4G LTE-Netz als Basisversorgung die Hauptlast der Anwendungen übernehmen, die nicht extrem zeitkritisch sind. LTE und 5G bilden dann ein gemeinsames Funknetzsystem und teilen sich die Netzinfrastruktur dynamisch. 

Da viele Datenübertragungen in der Industrie und Technik auf dem 2G- bzw. 3G-Standard basieren, ist es nun höchste Zeit auf 4G und LTE-Modems umzurüsten.

Das Wort Modem ist zusammengesetzt aus Modulator und Demodulator. Vom Modulator auf der Senderseite wird ein digitales Signal auf eine Trägerfrequenz moduliert. Der Demodulator auf der Empfängerseite gewinnt das ursprüngliche Signal durch Demodulation.

Damit ist ein LTE-Modem ein Gerät zur Kommunikation und Datenübertragung über die modernen Funktelefon-Netze (LTE bzw. 4G und 5G). Auf der Grundlage einer Verbindung in das LTE-Netz werden alle Arten von Daten versendet bzw. empfangen. 

Wartungsdaten von Gebäudeheizungen, Schaltbefehle für Strassenlaternen oder Messdaten aus einer Kläranlage kann ein LTE-Modem übertragen. Durch die schnurlose Datenübertragung können selbst Service-Daten oder Störungsmeldungen aus fahrenden Fahrzeugen übermittelt werden.

Sender/Empfänger (1); unmodulierte Daten (2); Übertragung der modulierten Daten (3); unmodulierte Daten (4); Empfänger/Sender (5).

Die Aufgabenvielfalt eines Modems ist hoch und die jeweiligen Funktionen, die das Gerät ausführen muss sind dadurch auch extrem unterschiedlich. Damit ein Modem genau das tut, was der Anwender möchte, muss es entsprechende Befehle erhalten. Die Funktionen eines LTE-Modems werden mit AT-Kommandos gesteuert. Dadurch werden gerätespezifische Modemtreiber in der Regel überflüssig.
Der AT-Befehlssatz wurde vom 1977 gegründeten US-amerikanischen Hersteller Hayes Microcomputer entwickelt. Die ersten beiden Buchstaben eines Befehls (AT) sprechen das Modem an und stehen für Achtung (Attention).

In einem AT-Befehl werden die Informationen zur Befehlsausführung untergebracht. Zum Beispiel ermittelt der Befehl AT+csq? die Qualität der Verbindung in das LTE- Netz (sq: send quality). Der Befehl AT+cmgl=0 ermittelt die eingegangenen ungelesenen SMS (mgl: messages list).
Mit den AT- Kommandos kann das LTE- Modem alle denkbaren Aufgaben erfüllen: E-Mail versenden, einen File-Transfer durchführen, SMS empfangen und lesen, Daten über eine IP- Verbindung an eine Datenbank senden und viele weitere Funktionen ausführen. Für die Nutzung des Mobilfunknetzes ist noch eine geeignete SIM-Karte erforderlich.

LTE-Modems werden überall da eingesetzt, wo Daten übertragen und Befehle ausgeführt werden müssen. Dies kann z.B. bei der Überwachung oder der Fernwartung einer technischen Anlage sein. Die Überwachung und Steuerung kann zentral erfolgen und an der Messstelle oder am Anlagenteil muss keine Person vor Ort sein.

Aber auch in der Gebäudetechnik haben sich LTE-Modems bestens bewährt. So kann z.B. die Heizung einer grossen Wohnanlage zentral überwacht und gesteuert werden. Aber auch der der Einbruchschutz und Smart Home-Lösungen lassen sich mit LTE-Modems perfekt umsetzen.

Ein weiteres grosses Einsatzspektrum ist die Telemedizin. Patienten können z.B. ihre aktuellen Vitalwerte automatisiert an den behandelnden Arzt senden.

Da die Datenübertragung ja auf dem Mobilfunknetz basiert, ist es auch möglich Fahrzeugdaten zentral zu überwachen. Unternehmen, Speditionen und Autoverleihfirmen bieten sich so ungeahnte Möglichkeiten für den effektiven Einsatz ihrer Fahrzeugflotten.

Der wohl grösste Vorteil eines LTE-Modems liegt in der Nutzung der Mobilfunk-Technologie. Daher ist es nicht erforderlich, dass eine Festnetz-Telefonleitung für die Datenübertragung genutzt werden muss. Das ist immer dann praktisch, wenn sich die Messstellen in einem Bereich befinden, wo keine Telefonleitung verlegt ist. Damit ist ein Gerät mit LTE-Verbindung quasi ein DSL-Ersatz.

Aber auch die zentrale Steuerung von Anlagen ist nicht ortsgebunden. So kann ein Service-Techniker mit Notebook und einem LTE USB-Stick auch unterwegs auf die von ihm betreuten Systeme zugreifen. 

LTE bietet hohes Datenvolumen mit geringer Verzögerungszeit der Daten durch den Transport im LTE-Netz. Im Unterschied zu 2G und 3G ist LTE für Echtzeitanwendungen geeignet, weil die Daten mit Verzögerungen im Bereich weniger Millisekunden übertragen werden.

LTE- Modems gibt es mit den bekannten Schnittstellen RS232, USB und LAN. USB und LAN können direkt oder über „virtuelle serielle Schnittstellen“ auch wie ein Modem mit RS232 genutzt werden. Im Bereich der Gehäuse unterscheidet man einfache Modemgehäuse aus Kunststoff oder Aluminium und Gehäuse für die Montage auf einer 32 mm Tragschiene (auch Hutschiene genannt). Diese Gehäuse sind sehr schmal, um in einem Schaltschrank platzsparend montiert zu werden.

Mit der Angabe der Kategorie (CAT) wird die maximale Datentransferrate angegeben. CAT 1 ist der bei IoT meist genutzte Standard, da hier keine grossen Datenmengen übertragen werden.

Wer höhere Datengeschwindigkeiten benötigt, solle zu CAT 4 greifen. Für Anwendungen mit geringen Datenmengen wird unterhalb von CAT 1 noch CAT M angeboten (M: mobile). Da der Datendurchsatz auch den Stromverbrauch beeinflusst, ist insbesondere CAT M ideal für Akku- und Batterie-betriebene Anwendungen geeignet.