Low-Power-Wide-Area-Netzwerke (LPWAN) Narrow-Band IoT und LTE Cat M1 haben die Nase vorne

Low-Power-Wide-Area-Netzwerke
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Die Wahl der richtigen Konnektivitätstechnologie gehört zu den kritischsten Entscheidungen bei der Entwicklung eines IoT-Systems. Passt sie nicht optimal zur Applikation, können Performance-Einbußen die Folge sein. Langfristig ist womöglich die Skalierbarkeit eingeschränkt.

1,4 Milliarden LPWA-Verbindungen wird es laut Machina Research im Jahr 2022 geben, die Telekom indes zitiert Analysten, die bis 2023 sogar von rund drei Milliarden solcher Verbindungen ausgehen. In einem jedoch sind die Analysen sich einig: LPWA-Technologien übernehmen die führende Rolle für die Konnektivität im Internet der Dinge.

Die verschiedenen LPWA-Technologien unterscheiden sich hinsichtlich Netzabdeckung, Datenrate, Stromverbrauch, Sicherheit, Skalierbarkeit und Interoperabilität. Keine punktet in jedem Bereich, einige Kriterien stehen auch in direktem Gegensatz zueinander. Deshalb ist es unabdingbar, die Anforderungen der jeweiligen Applikation vorab zu analysieren, um eine fundierte Entscheidungsgrundlage für die Wahl der optimalen Technologie zu haben.

Lizenzfreie Varianten

Grundsätzlich unterscheidet man lizenzierte und lizenzfreie Technologien. Die bekanntesten lizenzfreien Vertreter sind SigFox und LoRa. Im Vergleich zu den lizenzierten Technologien können sie vor allem einen Kostenvorteil auf sich verbuchen: Die Module sind günstiger, und sie benötigen keine SIM-Karte, sodass auch die Kosten für deren Verwaltung und Austausch entfallen. Ihr größtes Manko ist die lückenhafte Infrastruktur. Sie befindet sich derzeit im Aufbau, der jedoch noch einige Zeit in Anspruch nehmen wird. Für Anwendungen, die flächendeckend eine zuverlässige Funkverbindung benötigen, kommen damit nur die lizenzierten Technologien in Frage.

Narrow-Band IoT (NBIoT oder Cat-NB1)

Die Technologien im lizenzierten Spektrum indes bieten dank Nutzung des Mobilfunknetzes eine bessere Skalierbarkeit, Servicequalität und Sicherheits-Features. Von den beiden lizensierten LPWAN-Standards NBIoT und Cat-M1 hat NBIoT die geringste Übertragungsrate: Sie liegt für Downloads unter 250 kbit/s, für Uploads unter 20 kbit/s. Die Bandbreite beträgt 200 kHz. Damit eignet sich NBIoT primär für stationäre Applikation mit besonders hohen Anforderungen an Energieeffizienz.

Netzbetreiber in Europa und Asien (vor allem China und Südkorea) forcieren den NBIoT-Standard, während sie in USA auf Cat-M1 setzen. In Kanada und Australien unterstützen sie aktuell beide Standards. Die Telekom wiederum treibt den flächendeckenden Netzausbau in Deutschland und Europa zügig voran, Mitte 2017 ging sie mit zwei NBIoT-Starterpaketen an den Markt. In den Niederlanden hat sie den Ausbau bereits im Mai 2017 abgeschlossen – damit verfügt das Land als erstes weltweit über ein flächendeckendes NBIoT-Netz. In den USA wird die T-Mobile NBIoT ab 2018 unterstützen.