IoT-Funkstandards

Wer clever kombiniert, profitiert

09. März 2021, 16:07 Uhr   |  Jan Bose, Alpha-Omega Technology; Thomas Nickel, Elvaco

Wer clever kombiniert, profitiert
© ikonstudio/AdobeStock

NB-IoT ergänzt LoRaWAN: Die Kombination der IoT-Technologien eröffnet viel Optimierungspotenzial.

Bislang stand meist die Frage im Vordergrund, welches der beste Funkstandard für ein sensorbasiertes IoT ist. Doch jede Lösung hat jeweils Vor- und Nachteile. Kombiniert man verschiedene Netzwerk-Lösungen klug, schafft das Potenzial für Einsparungen, Wartung oder Gefahrenabwehr.

Seit Jahren steigt das Interesse an Funkstandards für die Datenkommunikation im Internet of Things (IoT). Dies hat mehrere Gründe: Der private Energieverbrauch soll analysiert und gesenkt werden, um die Klimaziele zu erreichen. Der Gesetzgeber hat dafür verschiedene Instrumente auf den Weg gebracht, zum Beispiel die EU-Energieeffizienz-Richtline (EED) oder die Novelle der Heizkostenverordnung (HKVO). Endverbrauchern muss demnach ab Januar 2022 einmal monatlich ihre Verbrauchsinformationen zugestellt werden. Dies soll Verhaltensveränderungen erleichtern, um Energie zu sparen. Erlaubt ist jede technische Kommunikationsform, bei der kein Mitarbeiter die Zählerstände vor Ort ablesen muss. In der Folge setzen Stadtwerke und Wohnungsunternehmen immer häufiger intelligente Messgeräte ein.

Auch Gewerbe und Industrie stellen unabhängig von gesetzlichen Vorgaben immer öfter auf eine elektronische Erfassung um. So können sie nicht nur Energie einsparen, sondern auch Verbrauchsdaten und Nutzungszeiten analysieren sowie Verbrauchsflüsse transparent darstellen und steuern. Sinnvoll ist dies etwa für die vorausschauende Wartung oder die Gefahrenabwehr.

Unterschiedliche Funkstandards im IoT

Es gibt zahlreiche Technologien für die Datenkommunikation im IoT. Für die oben beschriebenen Anwendungsfälle haben sich IoT-Funkstandards wie M-Bus, LoRaWAN oder NB-IoT etabliert. Bei der Auswahl sollten sich Anwender aber nicht von vornherein auf eine Lösung beschränken. Wer die Unterschiede kennt, kann mehr aus seinen vernetzten Sensoren herausholen. Denn wenn die Lösungen kooperieren und Hand in Hand ihre Vorteile ausspielen, entfalten sie ein enormes Potenzial.

Das zeigt sich am Beispiel der miteinander kompatiblen Funkstandards LoRaWAN und NB-IoT. Beide haben gemeinsam, dass sie zur Gruppe der Low-Power-Wide-Area(LPWA)-Technologien gehören. Diese zeichnen sich durch niedrige Kosten, geringen Energieverbrauch und hohe Gebäudedurchdringung aus. Damit eignen sich beide für die Anforderungen der Fernauslesung von Verbrauchszählern und des Smart Metering. Doch auch wenn die Gemeinsamkeiten auf den ersten Blick augenscheinlich sind – die Netzwerk-Lösungen unterscheiden sich in wichtigen Bereichen. 

Alpha-Omega Technology Funkstandards
© Alpha-Omega Technology

Die verschiedenen Funkstandards eignen sich je nach Reichweite für unterschiedliche Anwendungsfälle.

LoRaWAN funkt lizenzfrei

LoRaWAN steht für Long Range Wide Area Network. Der lizenzfreie Funkstandard überträgt Mess- und Sensordaten kontinuierlich auch über große Distanzen. Die Sensoren sind einfach konstruiert. Das macht sie preiswert und flexibel einsetzbar. Die Batterien halten zum Teil über zehn Jahre. Im Vergleich zu M-Bus oder NB-IoT kann der Anwender einen vorhandenen Netzwerkbetreiber wählen oder die Infrastruktur selbst aufbauen. Dadurch eignet sich die Lösung für lokal begrenzte Projekte.

Nutzer von M-Bus müssen ein eigenes Netzwerk aufbauen, bei NB-IoT sind sie auf externe Provider angewiesen. Der Vorteil von LoRaWAN: Der Anwender muss sich nicht in Abhängigkeit von einem Netzbetreiber begeben. Zudem behält er die Kontrolle über seine Daten, denn sensible Informationen werden nicht von Drittanbietern verarbeitet. Ein Stadtwerk beispielsweise steht in einer großen Verantwortung hinsichtlich der Datensicherheit der Bürger. LoRaWAN bietet hier eine sichere Grundlage: Das Protokoll arbeitet mit einer zweistufigen symmetrischen Verschlüsselung. Zudem wird der Schlüssel niemals per Funk übertragen.

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2. NB-IoT für weit entfernte Bereiche

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