28.03.2017 - 11:54

LPWAN-Standards: Kein klarer Sieger beim Internet der Dinge

Low Power Wide Area Network (LPWAN)-Technologien gelten als wichtiger Baustein für das wachsende Internet der Dinge (IoT). Allerdings gibt es mehrere konkurrierende Standards wie LoRa, SigFox und LTE-NB1. LoRa-Unterstützer Semtech geht in einem Whitepaper davon aus, dass fast alle eine Daseinsberechtigung haben, da sie unterschiedliche Stärken und Schwächen besitzen.  

Unter dem Sammelbegriff LPWAN werden Netzwerkprotokolle zusammengefasst, die hohe Reichweiten bei gleichzeitig niedrigem Stromverbrauch der Endgeräte garantieren. LoRaWAN setzt auf eine Modulationstechnik von Semtech auf und sendet Signale in ländlichen Gegenden bis zu 50 Kilometer sowie in dicht bebauten Städten über drei Kilometer weit. In einem Test erreichte ein einzelner Gateway so gleichzeitig über 20.000 Straßenlaternen, die weiteste war dabei 16 Kilometer entfernt. Für Smart City-Funktionen ist die Technologie deshalb perfekt geeignet.

Durch den Einsatz des unlizenzierten ISM-Bandbereichs sind die Kosten dabei niedriger als bei Lösungen, die auf bestehende Mobilfunkverbindungen aufsetzen. LoRaWAN-Geräten können in einem Schlafmodus verharren, bis sie gebraucht werden, nur zu bestimmten Zeiten oder dauerhaft laufen. Im ersteren Fall halten die Batterien der jeweiligen Geräte teils über 20 Jahre. Auch aufgrund eines offenen Geschäftsmodells konnte LoRaWAN bereits Unterstützer und Netzwerkbetreiber in 100 Ländern für sich gewinnen. In Südkorea und den Niederlanden lässt sich die Technik dank eines Netzausbaus mittlerweile flächendeckend nutzen.

Der Wettbewerber

Stärkster Konkurrent für LoRa ist derzeit das aus Frankreich stammende Sigfox-System. Dieses setzt auf Ultra-Schmalband-Wellen, die kaum von anderen Signalen gestört werden. Dafür lassen sich damit auch nur einfache Informationen übermitteln, maximal zwölf Bytes pro Nachricht und 140 Nachrichten pro Gerät pro Tag sind erlaubt. Allerdings reicht dies aus, um Steuercodes zu übertragen, die dann weitere Aktivitäten auslösen. Sigfox hat die Kosten für passende Ultra-Lowcost-IoT-Module zusammen mit seinen Partnern mittlerweile auf ab zwei US-Dollar gesenkt und will den Markt so auch über den Preis vorantreiben. Im Rahmen einer Partnerschaft mit Telefónica wird Sigfox in dessen bestehende IoT Connected Plattform-Lösung integriert, ein Rollout ist dieses Jahr auch für Deutschland geplant.

Andere Lösungen

Im Markt tummeln sich derzeit zahlreiche Standards für LPWAN-Technologien, von denen sich sicher nicht alle durchsetzen, aber viele nebeneinander her existieren werden. Das vom 3rd Generation Partnership Project (3GPP) geförderte Narrowband IoT bedient sich bei wenig genutzten LTE-Frequenzen und ist auf In-Door-Anwendungen spezialisiert, LTE-M kann auch großflächige Systeme abdecken.

Die Weightless Special Interest Group will mit drei Standards gleich für alle Szenarien gerüstet sein. Weightless-W sendet im UHF-Spektrum, das allerdings nur beschränkt zur Verfügung steht. Im Öl- und Gasbereich könnte der Standard dennoch auf Interesse stoßen. Weightless-N ähnelt Sigfox, ist aber offen für Hardware- und Softwarepartner. Vor allem Sensoren und ähnliche Messgeräte könnten davon profitieren. Weightless-P ist sozusagen die High-End-Lösung, da sie in beide Richtungen kommuniziert und vergleichsweise hohe Datenraten erreicht. Dafür sinken aber auch die Batterielaufzeiten deutlich.

11 Prozent Marktanteil

LPWAN wird sicher nicht die wichtigste Technologie im Internet der Dinge – im Jahr 2025 sollen nach Einschätzung der inzwischen zu Gartner gehörenden Marktforscher von Machina Research 72 Prozent aller IoT-Geräte über kurze Entfernungen beispielsweise mittels WiFi, Zigbee oder integriertem PLC kommunizieren. In elf Prozent der Fälle kommt allerdings dann doch LPWAN zum Einsatz.

Das Semtech-Whitepaper kann Opens external link in new windowhier heruntergeladen werden.


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