LPWAN: Eine kluge Entscheidung

NARROWBAND-IOT (NB-IOT) UND LORAWAN


Die beiden Funktechnologien Narrowband-IoT (NB-IoT) und LoRaWAN sind ideal für Sensornetzwerke, zum Schalten von I/Os, zur Überwachung oder andere Bereiche des Internet-of-Things. Einer der Vorteile ist die extrem hohe Gebäudedurchdringung, d. h. die Kommunikation ist auch in Kellern oder unterirdischen Schächten noch möglich. Die Reichweite einer Funkverbindung liegt bei mehreren Kilometern. Durch den sehr niedrigen Energiebedarf können Endgeräte (Nodes*) jahrelang autark nur über Batterien betrieben werden. Ziel dieser beiden LPWAN*-Technologien ist die kostengünstige und einfache Vernetzung möglichst vieler Endgeräte über große Distanzen. Nachteilig ist lediglich die geringe Datenübertragungsrate. Dadurch sind sie nicht für die klassische Fernwartung oder die Übertragung von größeren Datenmengen vorgesehen. Hierfür empfehlen wir Fernwartungslösungen wie den Digicluster und LTE-Router.

 

Die Highlights:

• Hohe Gebäudedurchdringung
• Große Reichweite
• Geringer Energieverbrauch
• Kostengünstig

Gegenüberstellung LoRaWAN und NB-IoT

  NB-IoT LoRaWAN
Funknetz Telekom, Vodafone, O2, Swisscom Eigenes Netz / TTN*
Frequenz z. B. 900 MHz (Telekom) 443/868 MHz (ISM-Band)
Ersteinrichtung Einfach und günstig Know-how und Gateway benötigt
Skalierung Aktuell noch mittlere Kosten pro Node Sehr geringe Kosten pro Node
Laufende Kosten Ja (wenige ct. pro Monat) Nein
IP-Verbindung (Funk) Ja Nein
Reichweite Nahezu flächendeckend in Dtl. 2 – 15 km

Ein Beispiel aus der Praxis

Ein Rauchmelder mit Mobilfunkanbindung ist sowohl teuer in der Anschaffung als auch im Unterhalt (normaler Mobilfunkvertrag). Durch den hohen Energiebedarf ist ein jahrelanger Batteriebetrieb nicht praktikabel. Gegen WL AN spricht, dass es gerade im Ernstfall, z. B. bei einem Brand, ausfallen könnte. Mit NB- IoT und LoRa-WAN sind alle diese Probleme auf einmal gelöst.

Worin unterscheiden sich NB-IoT und LoRaWAN?

NB-IoT nutzt das LTE-Netz eines Mobilfunkanbieters. Alle deutschen Netzbetreiber unterstützen seit 2019 den NB-IoT-Betrieb flächendeckend. Entscheidet man sich für eine Umsetzung mit NB-IoT, kann also ein bestehendes Netzwerk zur Kommunikation verwendet werden, was den Einstieg kostengünstig und einfach macht.

Bei LoRaWAN bauen sie mit Basisstationen (Gateways) ihr eigenes Netz auf. Der Aufwand bei der Ersteinrichtung ist hier im Vergleich zu NB-IoT deshalb höher. Aber die Reichweite ist dabei so groß, dass bereits wenige Stationen genügen, um eine Großstadt zu versorgen

Was ist der Unterschied zu WLAN?

Welche der beiden Technologien ist für mich am geeignetsten?

Bei WLAN ist der Datendurchsatz deutlich höher, dafür sind die Reichweite und der Energieverbrauch wesentlich niedriger. WLAN ist nicht geeignet zur Versorgung größerer Flächen.

Wenn Sie sich nicht sicher sind, dann empfehlen wir NB-IoT. Wir beraten Sie hierzu aber gerne im persönlichen Gespräch: Rufen Sie uns an!

Kann ich Daten von NB-IoT und LoRaWAN kombinieren?

Brauche ich immer einen eigenen Server?

Ja. Dort, wo die Daten am Ende verarbeitet werden, spielt es keine Rolle, von welchem Funknetzwerk diese kommen. Hier wird das Datenprotokoll MQTT* verwendet.

Die Nodes* benötigen immer einen zentralen Ort, an dem alle Da-ten zusammenlaufen und ggf. ausgewertet werden. Für LoRaWAN bietet z.B. der WISE-6610 bereits alles, was Sie dafür benötigen. LUCOM bietet zudem entsprechende Services an, bei denen Sie keinen eigenen Server benötigen.

Was spricht gegen GSM/EDGE (2G) oder UMTS (3G)?

Warum nicht die neue 5G-Mobilfunktechnik?

Diese Technologien werden in den kommenden Jahren zurückgebaut und abgeschaltet, da der Betrieb für die Netzbetreiber unwirtschaftlich ist. Das NB-IoT-Netz der Telekom basiert bereits auf ehemaligen GSM-Frequenzen im 900MHz-Bereich.

Tatsächlich ist NB-IoT bereits das 5G-Netz für die Industrie im Bereich M2M und Sensornetzwerke. Es ist inzwischen flächendeckend verfügbar. Das 5G-Netz für extrem schnelle Datenübertragungen ist davon unabhängig und befindet sich dagegen noch im Aufbau.

Wo ist NB-IoT bereits verfügbar?

Welchem Mehrwert bieten (Fernwartungs-)Lösungen über Mobilfunk und VPN?

Seit 2019 bieten haben alle deutschen Mobilfunkbe-treiber NB-IoT flächendeckend in ihre LTE-Netze integriert.

Eine Fernwartungslösung, wie sie LUCOM z.B. mit dem Digicluster bietet, ermöglicht gesicherte Datenübertragung von und zu Anlagen und Maschinen über das Internet bzw. das Mobilfunknetz. Bildlich gesprochen wird dabei das Netzwerkkabel verlängert und eine Verschlüsselung der Daten hinzugefügt. Alle IP-basierten Protokolle können verwendet werden und die Bandbreite ist nur durch die Übertragungsmedien beschränkt. Für Sensor-, bzw. IoT-Netzwerke kann diese Lösung allerdings schnell kosten- und administrationsintensiv sein.

*Abkürzungen

LoRa Übertragungsverfahren
LoRaWAN Funknetzwerk auf Basis von LoRa
NB-IoT Narrowband IoT (LTE Cat NB1/2)
LPWAN Low Power Wide Area Network
Nod Endgeräte („Sender/Empfänger“) innerhalb eines LPWAN, auch: Knotenpunkt
TTN The Things Network. Communitybasiertes, weltweites und offenes LoRaWAN-Funknetz. Siehe: thethingsnetwork.o
MQTT Modernes Nachrichtenprotokoll für Machine-to-Machine-Kommunikation (M2

Video: LoRaWAN

Unser Systemintegrator Ernesto Congiu erklärt die LPWAN-Technologie LoRaWAN und stellt das LoRaWAN Gateway WISE 6610 vor.

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