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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.

Inhaltsverzeichnis

TechnologienBearbeiten

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)
  • Mioty, ein Standard des Fraunhofer-Instituts[10]

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.[11]
  • SigFox, basiert auf Ultra-Narrow-Band Modulation von SigFox.
  • Random Phase Multiple Access (RPMA), wird im 2.4-GHz-Frequenzbereich von Ingenu vertrieben.[12]

VerbreitungBearbeiten

Weltweit sind Anfang 2016 bereits einzelne Länder durch das Sigfox-Netz vollständig abgedeckt.[13] In Deutschland hat die Netzabdeckung von Sigfox im März 2018 rund 60 Prozent erreicht; bis Ende 2018 soll die Netzabdeckung rund 85 % betragen[14]. Dazu sollen unter anderem die Sendemasten von Telxius benutzt werden.[15] International ist Sigfox in 45 Ländern vertreten und soll bis 2018 auf 60 Länder ausgeweitet werden.[16]

Fast die gesamte Schweiz (Stand 1. Okt. 2017) ist mit einem LPN der Swisscom abgedeckt[17]. Das LPN von Swisscom verwendet die Technologie LoRaWAN. In Russland haben 30 Millionen Menschen Zugang zu einem LoRaWAN-Netzwerk.[18]

Anfang 2016 gab es keine größere Abdeckung durch LPWANs in Deutschland. Einzelne Städte werden durch das Community-getriebene Netzwerk „The Things Network“ teilweise abgedeckt.[19][20] Mobilfunkbetreiber berichten über Feldversuche im Bereich LPWAN.[21][22][23] 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.[24] Im Januar 2019 startete Telefonica Deutschland den Livebetrieb von Narrowband IoT und LTE-M in Deutschland.[25]

Siehe auchBearbeiten

WeblinksBearbeiten

EinzelnachweiseBearbeiten

  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. MIOTY − The Wireless IoT Platform
  11. WAVIoT LPWAN Technology.
  12. How RPMA Works.
  13. Sigfox Network Operator.
  14. IoT-Anbieter Sigfox steigert Netzabdeckung in Deutschland auf 80 Prozent. In: Telematik Markt. (telematik-markt.de [abgerufen am 17. Mai 2018]).
  15. Logistra-Redaktion: Digitalisierung: 80 Prozent Netzabdeckung im Internet der Dinge. Abgerufen am 29. August 2018.
  16. Sigfox expands its global network to 45 countries. Abgerufen am 17. Mai 2018 (englisch).
  17. http://lpn.swisscom.ch/d/unsere-abdeckung/
  18. LoRa®-enabled IoT Network in Russia.
  19. Smart City Stuttgart kommt.
  20. Das öffentliche Hamburger LoRaWAN Netz geht produktiv!.
  21. Smartes Parkieren in Lenzburg.
  22. Erstes kommerzielles Netz in Europa ist fit für die Kommunikation mit Sensoren.
  23. Vodafone und Huawei testen erfolgreich Internet der Dinge.
  24. Pilotprojekte der Netzbetreiber. 9. März 2017, abgerufen am 10. Juli 2017.
  25. Wolfgang Korne: Telefónica: Narrowband-IoT und LTE-M im Live-Netz gestartet. teltarif.de Onlineverlag GmbH, 31. Januar 2019, abgerufen am 1. Februar 2019.