IoT-Netzwerke: LoRaWAN, Mioty, UWB und 5G.

Zu den bekanntesten Netzwerken zählen das Local Area Network (LAN) und das Wireless Local Area Network (WLAN). Sowohl das WLAN als auch das LAN haben den Vorteil, dass sie große Datenpakete übertragen können – also eine hohe Bandbreite aufweisen –, was mittlerweile auch mit 5G-Netzen möglich ist. Damit eignen sich das LAN, WLAN und 5G für die Übermittlung von Kameraaufzeichnungen, Tönen, Geräuschen sowie Steuerungsbefehlen für Maschinen oder selbst fahrende Fahrzeuge, die ein relativ hohes Datenvolumen und eine geringe Latenzzeit benötigen. Dem gegenüber stehen jedoch die oftmals hohen Kosten für die Infrastruktur – je mehr Daten, desto höher die Kosten. Des Weiteren können Daten im LAN oder WLAN nur über eine geringe Distanz hinweg übertragen werden. Im IoT-Bereich gewinnen deshalb andere Netzwerktypen an Bedeutung, die neue Use Cases ermöglichen. Wir stellen sie Ihnen unten vor.

LoRa (Long Range), NB-IoT und Mioty gehören zu den LPWAN-Netzwerken. Das sind Netzwerke mit guter Gebäudedurchdringung und geringen energetischen Leistungsanforderungen. Dadurch ist es möglich, Daten über große Distanzen (bis zu 15 Kilometer), allerdings mit einem niedrigen Datendurchsatz zwischen Sensoren und Aktoren zu übertragen. Die Vorteile sind der niedrige Strombedarf und die große Reichweite. Die Technik kann eine hohe Anzahl an Sensoren miteinander verbinden, bei einer Batterielebensdauer von bis zu 15 Jahren pro Gerät. In der Anwendung bedeutet das: LPWAN-Technologie eignet sich für viele Use Cases und benötigt wenig Infrastruktur. Dadurch ist auch ein einfaches Nachrüsten möglich. Durch die hohe Lebensdauer der Sensoren ist der Wartungsaufwand gering. Deshalb wird diese Technologie unter anderem im Bereich Smart Metering eingesetzt, um beispielsweise einen Wasser- oder Stromverbrauch automatisch in Echtzeit zu erfassen. Die Einsatzbereiche von LoRa sind groß und umfassen unter anderem Smart City, Asset Tracking, Retail, Logistik, Landwirtschaft, Smart Building und Smart Factory.

Ultra Wide Band ist eine Kommunikationstechnologie, die auf Funk basiert und im Nahbereich für die schnelle und stabile Übertragung von Daten eingesetzt wird. Das Besondere daran: Mit UWB können äußerst präzise Positionsbestimmungen abgebildet werden. Dadurch lassen sich die Standorte und Bewegungen von Objekten innerhalb eines Raums mit einer Präzision von 15 Zentimetern verfolgen. Im IoT-Bereich eignet sich UWB beispielsweise für den Einsatz in der Produktion und Logistik, wo es den Suchaufwand nach Gütern oder Personen reduziert. Papierlose Logistik und optimierte Produktionsprozesse sind damit möglich. Künftig wird UWB auch verstärkt in öffentlichen Gebäuden oder Retail Shops für die Mikronavigation eingesetzt. Das Smartphone wird dabei zum Navigationsmedium. Bereits heute sind in gängigen Smartphones UWB-Chips eingebaut und es werden zunehmend notwendige Infrastrukturen installiert.

BLE ist eine Funktechnik, mit der sich Geräte in einem Umkreis von bis zu zehn Metern vernetzen lassen. Dabei zeichnet sich BLE gegenüber dem regulären Bluetooth durch einen deutlich geringeren Stromverbrauch und entsprechend niedrigere Energiekosten aus. Gerade im Bereich Internet of Things spielt eine energiesparende Übertragungstechnologie eine wichtige Rolle. BLE-Technologie kommt vor allem in Gebäuden zum Einsatz. Assets können mit einem BLE-Sensor ausgerüstet werden, der dann ihre Positions- und Zustandsdaten übermittelt.

Für die Datenübertragung im Mobilfunk hat sich 5G als neuer Standard durchgesetzt. Doch auch andere Bereiche und Unternehmen profitieren von den schnellen 5G-Datenverbindungen: Die Automatisierung von Produktionsprozessen, Technologien wie Virtual Reality (VR) oder Augmented Reality (AR) werden für Unternehmen immer wichtiger. Außerdem wird 5G in Unternehmen für autonom fahrende Fahrzeuge – beispielsweise in der Logistik – und kamerabasierte Systeme genutzt. Die 5G-Technologie bietet dabei die Grundlage für einen hohen und schnellen Datentransfer mit einer sehr geringen Latenz und ermöglicht so eine Vielzahl datenintensiver Anwendungsfälle.

Wenn es um Energieeffizienz, Gebäudedurchdringung, Batterielebensdauer und Kosten geht, sind Low-Power Wide-Area (LPWA)-Netzwerke für IoT-Anwendungen oft die erste Wahl. Bewegen sich Güter auf der Straße, in der Luft oder auf dem Wasser, ist eine gute Netzwerkabdeckung erforderlich, um sie zu lokalisieren. Dabei spielt die standardisierte und lizenzierte Mobilfunktechnologie NarrowBand IoT eine zentrale Rolle. NB-IoT/LTE-M bietet hervorragende Reichweiten und lange Akkulaufzeiten. Darum eignet es sich ideal für Anwendungen mit geringem Datenverkehr (z. B. Track & Trace Sensoren).