Low Power Wide Area Network

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Low Power Wide Area Network (LPWAN oder LPN, deutsch: Niedrigenergieweitverkehrnetzwerk) beschreibt eine Klasse von Netzwerkprotokollen zur Verbindung von Niedrigenergiegeräten wie batteriebetriebene Sensoren mit einem Netzwerkserver. Das Protokoll ist so ausgelegt, dass eine große Reichweite und ein niedriger Energieverbrauch der Endgeräte bei niedrigen Betriebskosten erreicht werden können.[1][2]

Das Netzwerk besteht aus Endgeräten (auch Nodes, Motes genannt) und Gateways (auch Basisstation genannt), die Daten zwischen den Endgeräten und Netzwerkserver weiterleiten. Die Netzwerkgeräte steuern die Endgeräte und werten die empfangenen Daten aus.

Die physikalische Verbindung zwischen Endgeräten und Gateways kann über lizenzfreie Frequenzen des Radiospektrums (ISM-Band, White Space[3]) oder Mobilfunkfrequenzen stattfinden, die Verbindung zwischen Gateways und Netzwerkserver über IP-Verbindungen.

Technologien[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Folgende Standards wurden veröffentlicht, die sich als LPWANs verstehen:

  • LoRaWAN, basiert auf LoRa-Modulation von der LoRa Alliance.
  • Symphony Link, basiert auf LoRa-Modulation.[4]
  • LTE-M, basiert auf LTE Advanced von 3GPP.[5]
  • NarrowBand-IoT (NB-IoT), von 3GPP.[6]
  • Weightless-N, offener Standard der Weightless Special Interest Group (Weightless SIG) für Ultranarrow-Bandtechnologie.[7]
  • Weightless-P, offener Standard der Weightless SIG für bessere Leistung.[8]
  • Weightless-W, offener Standard der Weightless SIG im White Space.[9]
  • Wi-Fi HaLow, offener Standard der WiFi Alliance (IEEE 802.11ah)

Folgende Technologien, die nicht als Standards veröffentlicht wurden, werden von LPWAN-Betreibern als öffentliche Netze angeboten:

  • WavIoT NarrowBand Fidelity (WavIoT NB-Fi), von WavIoT betrieben.[10]
  • SigFox, basiert auf Ultra-Narrow-Band Modulation von SigFox.
  • Random Phase Multiple Access (RPMA), wird im 2.4-GHz-Frequenzbereich von Ingenu vertrieben.[11]

Verbreitung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Weltweit sind Anfang 2016 bereits einzelne Länder durch das Sigfox-Netz vollständig abgedeckt.[12] In Deutschland hat die Netzabdeckung von Sigfox im März 2018 rund 60 Prozent erreicht; bis Ende 2018 soll die Netzabdeckung rund 85 % betragen[13]. International ist Sigfox in 45 Ländern vertreten und soll bis 2018 auf 60 Länder ausgeweitet werden.[14]

Fast die gesamte Schweiz (Stand 1. Okt. 2017) ist mit einem LPN der Swisscom abgedeckt[15]. Das LPN von Swisscom verwendet die Technologie LoRaWAN. In Russland haben 30 Millionen Menschen Zugang zu einem LoRaWAN-Netzwerk.[16]

Anfang 2016 gab es keine größere Abdeckung durch LPWANs in Deutschland. Einzelne Städte werden durch das Community-getriebene Netzwerk „The Things Network“ teilweise abgedeckt.[17][18] Mobilfunkbetreiber berichten über Feldversuche im Bereich LPWAN.[19][20][21] Im Oktober 2016 wurde in Bonn von der Telekom ein auf NB-IoT basierendes kommerzielles Parkplatz-Bewirtschaftungssystem realisiert. Dabei sollen die Sensoren Autofahrer mit Hilfe einer App zu freien Parkplätzen führen. Seit dem zweiten Quartal 2017 bietet die Telekom NB-IoT kommerziell in Deutschland an.[22]

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. M2M-/IoT-Markt: Konkurrenz für Mobilfunknetze.
  2. Die Sprachen der Dinge.
  3. On LPWAN and cellular convergence.
  4. Symphony Link.
  5. On the road to LTE-M.
  6. NarrowBand IOT.
  7. Weightless-N.
  8. Weightless-P.
  9. Weightless-W.
  10. WAVIoT LPWAN Technology.
  11. How RPMA Works.
  12. Sigfox Network Operator.
  13. IoT-Anbieter Sigfox steigert Netzabdeckung in Deutschland auf 80 Prozent. In: Telematik Markt. (telematik-markt.de [abgerufen am 17. Mai 2018]).
  14. Sigfox expands its global network to 45 countries. Abgerufen am 17. Mai 2018 (englisch).
  15. http://lpn.swisscom.ch/d/unsere-abdeckung/
  16. LoRa®-enabled IoT Network in Russia.
  17. Smart City Stuttgart kommt.
  18. Das öffentliche Hamburger LoRaWAN Netz geht produktiv!.
  19. Smartes Parkieren in Lenzburg.
  20. Erstes kommerzielles Netz in Europa ist fit für die Kommunikation mit Sensoren.
  21. Vodafone und Huawei testen erfolgreich Internet der Dinge.
  22. Pilotprojekte der Netzbetreiber. 9. März 2017, abgerufen am 10. Juli 2017.