Das Netz der Zukunft

LPWA-Technologien spielen eine wichtige Rolle bei IoT-Projekten

Dr. Martin Klapdor ist als Senior Solutions Architect beim Business-Assurance-Anbieter Netscout in der CTO Organisation für mobile Daten- und Sprachdienste sowie für Virtualisierung verantwortlich. Er ist seit über 18 Jahren in der IT-Branche tätig und verfügt über umfassende Erfahrung mit Netzwerkmanagement, mobilen Technologien, Service Assurance, Data Analytics und IT Performance Management.
Solange 5G noch Zukunftsmusik bleibt, ist das Netzwerkprotokoll Low-Power Wide-Area (LPWA) die wohl vielversprechendste Alternative für das Internet of Things.

Das Netzwerkprotokoll LPWA, Niedrigenergieweitverkehrnetzwerk, gilt als Zwischenlösung auf dem Weg zu 5G. Vorzüge wie der geringe Stromverbrauch der IoT-Endgeräte, geringe Modulkosten und Wartung, geringe Latenzzeiten, hohe Gebäudedurchdringung sowie die Übertragungsfähigkeit von Datenmengen über größere Distanzen hinweg, zeichnen LPWA aus. Laut Aussage von Beecham Research aus dem Jahr 2015 sollen LPWA-Netzwerke bereits 2020 mehr als ein Viertel der gesamten IoT-Vernetzung abdecken.

Solange 5G noch Zukunftsmusik bleibt, ist das Netzwerkprotokoll Low-Power Wide-Area (LPWA) die wohl vielversprechendste Alternative für das Internet of Things.
Solange 5G noch Zukunftsmusik bleibt, ist das Netzwerkprotokoll Low-Power Wide-Area (LPWA) die wohl vielversprechendste Alternative für das Internet of Things.
Foto: chombosan - shutterstock.com

LPWA erlaubt massive Skalierung zu geringen Kosten

Im Gegensatz zu 5G sind für LPWA-basierte Netze keine Neuinvestitionen für Funkmasten oder Antennen notwendig. Der Stadtnetzbetreiberverbands Buglas hat vor kurzem eine stolze Zahl von 1,2 Millionen neu benötigter Antennen ausgerufen, um das Netz der fünften Generation überhaupt zu ermöglichen. Auch wenn diese Zahl laut Branchenexperten wohl deutlich zu hoch gegriffen sei, sind sich Branchenkenner einig, dass für den europäischen 5G-Netzausbau dennoch Investitionen in Milliardenhöhe erforderlich werden. Hingegen kann die wohl bekannteste auf LPWA basierende Technologie "Narrowband-IoT" (NB-IoT) in bereits bestehenden Netzen über Software-Upgrades realisiert werden.

LPWA-Technologien im Vergleich

Neben NB-IoT spielen vor allem noch die LPWA-Technologien von Sigfox und LoRA eine Rolle, um Geräte im IoT zu vernetzen. Das französische Unternehmen Sigfox will bis Ende dieses Jahres etwa 80 Prozent der Fläche in Deutschland mit seiner Netzwerk-Technologie versorgen.

Testen Sie Ihr IoT-Grundwissen

Die Unterschiede der drei Technologien liegen hauptsächlich im variierenden Stromverbrauch der IoT-Geräte, also der Batterielaufzeit mit Zeiten von zehn bis 20 Jahren, der Verschlüsselung und Authentifizierung sowie der unterschiedlichen Reichweite - zwischen zehn Kilometern innerstädtisch und bis zu 50 Kilometern auf dem Land. Je nach Anwendungsszenario müssen Unternehmen also abwägen, welche LPWA-Technologie für sie sinnvoll ist. Der wichtigste Unterschied besteht aber wohl darin, dass nur NB-IoT durch das Standardisierungsgremium 3GPP spezifiziert ist - und lizensierte Frequenzen auf verschiedenen Frequenzbändern nutzt.

Bei NB-IoT gibt es daher keine Einschränkungen der Ausgangsleistung im Vergleich zu Sigfox und LoRA, die hingegen lizenzfreie Bänder nutzen. Die Telekom versprach im Februar, NB-IoT in all ihren europäischen Märkten etablieren zu wollen. T-Mobile Holland nutzt Narrowband-IoT bereits zur Überwachung von Schienennetzen. Der Elektronikriese Samsung hat vor kurzem einen mobilen Tracker auf Basis von NB-IoT vorgestellt, um etwa Haustiere und Wertsachen zu überwachen und zu lokalisieren.

Narrowband-IoT ist ohne neue Netzinfrastruktur nutzbar

Prädestinierte Einsatzfelder von LPWA sind vor allem Szenarien in den Bereichen Smart Cities, Smart Metering, Landwirtschaft und Logistik. Ein weiterer Vorteil von NB-IoT ist, dass es über Softwareupgrades des Funkzugangsnetzes innerhalb des bestehenden LTE-Netzes aktiviert werden kann. Somit ist es nicht nötig, ein neues Netz aufzubauen.

Wollen Unternehmen jedoch Sigfox- und LoRa-Technologien nutzen, muss eine neue Netzinfrastruktur über Carrier oder direkt durch das Unternehmen separat bereitgestellt werden. Die südkoreanische SK Telekom sowie die Niederlande verfügen seit 2016 über eine flächendeckende Versorgung mit LoRaWAN. In Russland sollen 30 Millionen Menschen Zugang zu einem LoRaWAN-Netzwerk haben laut Semiconductor-Hersteller Semtech.