Funklösungen für IoT-Systeme nutzen

Low Power Weitverkehrsnetze (LPWA)

Neue LPWA-Netzwerke betreten den IoT-Raum, um einige der besonderen Anforderungen von IoT-Geräten zu erfüllen. So erweitern beispielsweise LPWA-Netze die Abdeckung auch in schwierigen Funkumgebungen. Sie unterstützen auch den Betrieb mit sehr geringer Leistung und ermöglichen so eine lange Akkulaufzeit. Zwei dieser neuen Lösungen sind Licensed Spectrum LPWAs und Unlicensed Spectrum LPWAs.

Lizenzierte Spectrum LPWA-Lösungen

Diese mobilen, vom Betreiber verwalteten LPWA IoT-Netze basieren auf den Standards des 3rd Generation Partnership Project (3GPP). Sie nutzen sowohl bestehende Mobilfunknetze als auch ihr lizenziertes Spektrum. Die Nutzung bestehender Netzwerke trägt dazu bei, einige der wichtigsten Vorteile von Mobilfunksystemen zu erhalten, darunter starke Sicherheit, exzellente Abdeckung und Roaming-Fähigkeiten sowie gesicherte Quality of Service (QoS) durch den Betrieb in einem lizenzierten Spektrum.

Spectrum LPWAs.

Die jüngsten Änderungen der 3GPP-Standards sind für IoT-Anwendungen von Vorteil. Es wurden Massenverbesserungen vorgenommen, um die Energieeinsparung zu erhöhen und die Akkulaufzeit zu verlängern. Die Konnektivitätsfunktionen haben sich ebenfalls stark verbessert. Die Konnektivität ist nun in der Lage, sich bis in unterirdische Bereiche und durchdringende Wände und Böden zu erstrecken.

Nicht lizenzierte Spectrum LPWA-Lösungen

Es gibt mehrere LPWA-Lösungen, die für den Betrieb auf nicht lizenzierten Frequenzbändern ausgelegt sind. Beispiele für nicht lizenzierte LPWA sind LoRa, Sigfox und Ingenu.
Einige dieser Lösungen werden standardisiert, während andere vollständig proprietär sind. Die Abdeckung ist in vielen Fällen regional oder begrenzt.

LoRa

LoRa (kurz für Long Range) gewinnt auf dem Markt immer mehr an Aufmerksamkeit. Es bietet eine überzeugende Mischung aus großer Reichweite, geringem Stromverbrauch, tiefer Indoor-Abdeckung und sicherer Datenübertragung. LoRa arbeitet im nicht lizenzierten <1GHz Frequenzbereich. Es verwendet die Spreizspektrumtechnologie, so dass benachbarte Sender weniger Gefahr laufen, sich gegenseitig zu stören. Dadurch erhöht sich die Kapazität der einzelnen Gateways. Spreizspektrum-Kommunikation bietet auch eine “Codierungsverstärkung” gegenüber Schmalbandkommunikation. Dies führt zu einer stärkeren Kommunikationsverbindung, die eine längerfristige Kommunikation unterstützen kann. LoRa-Datenraten reichen von 0,3 kbit/s bis 50 kbit/s und können eine Reichweite von bis zu 15 km unterstützen.

Sigfox

Technologie

Sigfox bietet eine eigene, “LPWA-Komplettlösung” als eigenständiges, betriebenes Telekommunikationsnetzwerk an. Es verwendet eine Technologie namens Ultra Narrow Band (UNB) mit binärer Phasenverschiebung (BPSK), die in den nicht lizenzierten Bändern unter 1GHz übertragen wird.
Seit 2009 ist Sigfox einer der älteren Spieler in der IoT LPWA-Arena. Sigfox steuert das Backend, die Kommunikationsinfrastruktur und die Cloud-Management-Plattform. Daher muss jeder Kunde, der Sigfox nutzen möchte, sowohl seine Kommunikationsinfrastruktur als auch seine Cloud-Plattform abonnieren. Funkgeräte und Module für Endpunkte sind weitestgehend verfügbar von

Ingenu

Ingenu ist eine weitere proprietäre LPWA-Lösung. Ursprünglich konzentrierte es sich auf intelligente Zähler sowie Öl- und Gasanwendungen. Inzwischen hat es sich auch auf andere IoT-Anwendungen ausgeweitet, darunter den städtischen und landwirtschaftlichen Bereich.

Die Lösung ist proprietär in dem Sinne, dass Ingenu der einzige Entwickler und Hersteller der Hardware ist. In der Vergangenheit verkaufte Ingenu hauptsächlich Hardwarekomponenten an Unternehmen, die eigene Netzwerke aufbauten und kontrollierten. Allerdings hat das Unternehmen kürzlich dieses Geschäftsmodell optimiert und mehrere öffentliche Netze aufgebaut. Für diese Netze verkauft sie nun auch Funkmodule und Abonnements für wiederkehrende Daten.

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