Shop
LoRaWAN-Lösungen verfügen heute über die größte Anzahl und Vielfalt an Sensoren. Darüber hinaus entstand es vor dem 5G Ökosystem und ist die zuverlässigste End-to-End-Lösung, die heute verfügbar ist. LoRaWAN-Lösungen sind in über 140 Ländern weltweit im Einsatz. IoT-Experten und Analysten prognostizieren zudem, dass LoRaWAN-Lösungen im nächsten Jahrzehnt mehr als 80 % des LPWAN-Marktes ausmachen werden. In diesem Artikel untersuchen wir, ob LoRaWAN einen dominierenden Trend darstellen oder parallel zu 5G bestehen wird.
Entwicklung von LoRaWAN Lösungen
LoRaWAN eignet sich hervorragend für drahtlose Funknetzwerke mit großer Reichweite und geringem Stromverbrauch. Es arbeitet in lizenzfreien Frequenzbändern. Daher ist es problemlos einsetzbar. Geräte mit geringem Platzbedarf können daher einfacher und bequemer mit anderen Frameworks und Geräten im großen Maßstab kommunizieren.
LoRaWAN-Lösungen sind relativ einfach zu verstehen. Die Kommunikation in Sternnetzen ähnelt einer Unterhaltung im Klassenzimmer. Das Gateway kann mit den Knoten kommunizieren, und die Knoten können dies ebenfalls tun.
Nehmen wir an, Ihre LoRaWAN-Lösung verfügt über einen Knoten und vier Gateways. In diesem Fall senden die Knoten zufällig in das Funkspektrum. Das Gate, das die Übertragung empfängt, fängt sie ab und leitet sie an die Cloud weiter. Es ist durchaus möglich, dass alle Gateways die Nachricht abhören und an die Cloud weiterleiten. Dadurch wird das Risiko von Datenverlusten durch schwache Kommunikationsverbindungen oder Störungen jeglicher Art eliminiert.
Sobald Ihre Nachricht die Cloud erreicht, generiert das System eine Empfangsbestätigung. Dieser Vorgang erfolgt jedoch nicht automatisch. Dafür müssen die Knoten in LoRaWAN-Lösungen Empfangsbestätigungen anfordern. Fordert ein Knoten eine Bestätigung an, wählt die Cloud nach einem festgelegten Intervall ein Gateway aus, das antwortet. Dies sorgt für eine zusätzliche Qualitätssicherung. Fast alle LPWAN-Systeme verfügen über mehrere Empfangskanäle, und LoRaWAN bildet da keine Ausnahme. LoRaWAN-Lösungen können bis zu acht Nachrichten gleichzeitig über verschiedene Frequenzkanäle empfangen.
Herausforderungen bei der Entwicklung von 5G
Wie jede neue Technologie steht auch 5G während seiner Entwicklung vor einigen Herausforderungen. In diesem Abschnitt werden wir einige dieser Herausforderungen näher betrachten.
- Herstellungskosten und Einzelhandelspreise
Der Aufbau eines 5G-Netzes ist teuer, da er komplexe Ressourcen erfordert. 5G-Pläne verursachen hohe Anfangskosten, da es nicht einfach ist, eine zusätzliche Schicht auf ein bestehendes Netz aufzusetzen. Denn 5G ist eine völlig neue Technologie. Marktanalysten zufolge werden die Gesamtausgaben für 5G 88 Milliarden US-Dollar erreichen, bevor eine praktikable Lösung auf den Markt kommt. Die hohen Herstellungskosten stellen daher eine große Hürde dar.
- Eingeschränkte Frequenzbänder
Aktuelle LTE-Netze nutzen Frequenzbänder unterhalb von 6 GHz. 5G hingegen benötigt Frequenzbänder bis zu 3000 GHz. Obwohl diese Bänder eine höhere Kapazität bieten und höhere Geschwindigkeiten versprechen, ist ihre Lizenzierung eine große Herausforderung. Die Lizenzierung dieser Bänder wird höchstwahrscheinlich Ausschreibungen erfordern, bevor die entsprechenden 5G-Lösungen eingeführt werden. Allein in den USA beliefen sich die Ausschreibungen für das 28-GHz-Band bis Ende 690 auf 2018 Millionen US-Dollar.
- Mangelnde Geräteunterstützung
Es wird viel über die Herstellung von Smartphones und anderen Geräten mit 5G-Unterstützung diskutiert. Ihre Verfügbarkeit hängt jedoch davon ab, wie schnell 5G einsatzfähig wird und wie hoch die Herstellungskosten sind. Daher ist es sicher, dass wir in den nächsten Jahren nicht viele Geräte mit 5G-Unterstützung sehen werden.
- Abdeckung und Bereitstellung
5G bietet eine deutliche Steigerung von Bandbreite und Geschwindigkeit. Die Reichweite ist jedoch begrenzt. Daher ist für eine flächendeckende Einführung weiterer Infrastruktur erforderlich. Höhere Frequenzen bedeuten zudem eine hohe Richtwirkung der Funkwellen. Daher ist es einfacher, sie gezielt anzusteuern. Dieses Verfahren wird als Beamforming bezeichnet und birgt die Gefahr der Ausnutzung.
Eine weitere Herausforderung besteht darin, dass die 5G-Antennen zwar mehr Daten verarbeiten können, aber nur eine kurze Reichweite haben. Die Basisstationen und Antennen werden kleiner, müssen aber auf Häusern und Gebäuden installiert werden. Smart Cities müssen zusätzliche Repeater installieren, um die Wellen über größere Entfernungen zu verteilen. Dadurch werden in dicht besiedelten Gebieten konstante Übertragungsgeschwindigkeiten gewährleistet. Es ist also klar, dass das 5G-Netz noch einige Zeit brauchen wird, um ausgereift zu sein.
Wir beabsichtigen, WLAN-Router und -Modems künftig durch 5G-Smallcells zu ersetzen. So können wir 5G-Verbindungen in unsere Haushalte und kleine Unternehmen bringen. Wir werden damit die herkömmlichen kabelgebundenen Internetverbindungen ersetzen. Daher ist es eine große Herausforderung, den 5G-Zugang in ländlichen Gebieten zu verbreiten.
- Datenschutz und Sicherheit
Die Gewährleistung von Sicherheit und Datenschutz ist bei jeder datenbasierten Technologie eine große Herausforderung. 5G muss jedoch Maßnahmen gegen komplexe und herkömmliche Cyberbedrohungen gewährleisten. Authentifizierung und Schlüsselvereinbarung (AKA) ist ein System zur Vertrauensbildung zwischen Netzwerken, zu dem auch 5G gehört. Dies ermöglicht die Ortung von Personen in der Nähe anhand der Position ihrer Smart-Geräte. Es ermöglicht ihnen sogar, Ihre laufenden Telefongespräche abzuhören.
Daher liegt es in der Verantwortung der 5G-Entwickler, die digitale Sicherheit ihrer Kunden zu gewährleisten und ihre Privatsphäre zu schützen. Die Konnektivität wird mit zunehmend höheren Datengeschwindigkeiten als bisher zunehmen. Datenvirtualisierungsdienste und Cloud-Server müssen daher absolute Sicherheit gewährleisten und die Privatsphäre und die persönlichen Daten ihrer Nutzer schützen. Allerdings müssen die Nutzer beim Teilen ihrer sensiblen Daten wachsamer und vorsichtiger sein.
Vorteile von LoRaWAN-Lösungen gegenüber 5G
Hier sind einige der Vorteile von LoRaWAN gegenüber 5G,
- Kostengünstig und wirtschaftlich
LoRaWAN-Implementierungen sind sehr wirtschaftlich und kosteneffizient. Dies liegt daran, dass sie sehr wenig Strom verbrauchen und eine lange Batterielaufzeit haben. Darüber hinaus sind sie sehr klein. Daher sinken die Installations- und Wartungskosten tendenziell erheblich.
- Lizenzfreie Frequenzbänder
LoRaWAN arbeitet auf lizenzfreien Frequenzbändern. Daher ist die Bereitstellung einfacher und bequemer, da keine Lizenzgebühren anfallen. Darüber hinaus ermöglicht es eine bessere plattformübergreifende Unterstützung und verbesserte Zugänglichkeit.
- Weit verbreitete Unterstützung
LoRaWAN bietet umfassende Unterstützung für Sensoren und Geräte verschiedener Typen. Es erfordert einfache Knoten für den Betrieb, sodass keine komplexen Frameworks erforderlich sind. Daher eignet es sich für Massenbereitstellungen und umfangreiche IoT-Implementierungen.
- Fernabdeckung
LoRaWAN unterstützt die Fernkommunikation. Die effektive Reichweite lässt sich jedoch durch die Integration eines Cloud-Dienstes weiter erhöhen. Dadurch kann LoRaWAN sowohl über große als auch über kurze Distanzen effektiv kommunizieren. Die Knoten in LoRaWAN-Netzwerken kommunizieren, indem sie zunächst an die nächstgelegenen Gateways senden, die die Daten dann an den Cloud-Server weiterleiten. Die LoRaWAN-Gateways empfangen Datenpakete effizient, sodass das Risiko von Störungen oder Rauschen sehr gering ist. Darüber hinaus können wir zusätzliche Sicherheitsebenen in Form von Empfangsbestätigungen hinzufügen. Diese Bestätigungen gewährleisten eine reibungslose Übertragung der Datenpakete.
- Datenschutz
LoRaWAN ermöglicht den Aufbau hybrider öffentlich-privater Netzwerke. Dadurch können wir den Benutzerzugriff auf vertrauliche Daten und Informationen kontrollieren. Wir können Filter entwickeln und Screening-Mechanismen implementieren, um böswillige Angriffe zu verhindern. LoRaWAN ermöglicht uns daher eine umfassende Kontrolle über den Grad der Privatsphäre, den wir in unserem Netzwerk gewährleisten möchten.
Aktuelle und zukünftige Trends von LoRaWAN und 5G
Die Tiefe und Komplexität der 5G-Anwendungsfälle führt dazu, dass die Komplexität von 5G für bestimmte Netzwerke zu hoch ist. Daher wird eine passende Technologie benötigt, um die bestehenden Anwendungen auf dem Markt zu unterstützen. IoT-Experten argumentieren, dass 5G LTE zwar eine bessere Leistung bietet, dies jedoch auf Kosten bestimmter Schlüsselparameter geht. Diese Schlüsselparameter werden von LoRaWAN-Lösungen gut abgedeckt. Experten prognostizieren, dass LoRaWAN diese Einschränkungen von 5G ausnutzen und versuchen wird, daraus Kapital zu schlagen. Analysten prognostizieren, dass 5G die Technologielücke bis zu einem gewissen Grad schließen könnte. Es gibt jedoch immer noch Raum für hochgradig zielgerichtete und spezialisierte Lösungen wie LoRaWAN.
Wie können sich LoRaWAN-Lösungen durchsetzen?
Branchenexperten gehen sogar so weit zu behaupten, dass LoRaWAN auch im 5G-Zeitalter ein de facto lizenzfreier Standard bleiben wird. Sie argumentieren, dass LoRaWAN für die Massenanwendung besser geeignet sei, da es einen geringen Batterieverbrauch bietet und hybride öffentlich-private Netzwerke ermöglicht. Die bisherigen Entwicklungen im 5G-Bereich konzentrieren sich auf kritische Kommunikations- und Breitbanddienste. Daher können sie für eine großflächige IoT-Implementierung nicht effektiv genutzt werden. Daher lässt sich eindeutig schlussfolgern, dass LoRaWAN aufgrund seiner optimalen Eigenschaften und vielversprechenden Merkmale in zukünftigen IoT-Frameworks eine wichtige Rolle spielen wird.
Wenn Sie über die Implementierung von LoRaWAN für Ihre IoT-Implementierung nachdenken, sind Sie hier richtig. MOKO Smart Wir unterstützen Sie gerne mit den notwendigen LoRaWAN-Modulen, die Sie entsprechend Ihren Anforderungen einsetzen können. Kontaktieren Sie uns gerne, wenn Sie mehr über unsere Produkte und Dienstleistungen erfahren möchten. Wir freuen uns auf Ihre baldige Kontaktaufnahme.
Wichtige Anwendungsfälle von LoRaWAN-Lösungen
LoRaWAN-Lösungen sind für die Internetanbindung von Geräten mit geringem Datenübertragungs- und Akkubedarf konzipiert. Dank ihrer Eigenschaften eignen sie sich ideal für folgende Anwendungen:
Intelligente Stadt
Die Langstreckenübertragung von LoRaWAN von bis zu 10 Kilometern ermöglicht den Aufbau von Infrastrukturen in weitläufigen Smart Cities. Da sich problemlos eine große Anzahl von Knoten verbinden lässt, ist das Netzwerk zudem sehr störungssicher und ermöglicht eine präzise Positionierung.
LoRaWAN ist eine sofort einsatzbereite Lösung, die einfach zu implementieren ist und die Verwaltung und Steuerung von Smart-City-Systemen hinsichtlich Prognosen für den öffentlichen Nahverkehr, Umweltüberwachung, Straßenbeleuchtung und intelligenter Parkplätze deutlich verbessert.
Intelligente Zähler und Versorgungsunternehmen
Intelligente Versorgungsnetze befinden sich oft an Orten, die Sensoren in 5G-Netzen nicht erreichen können. Daher sind die Vorteile von LoRaWAN in diesem Bereich besonders hervorzuheben. Die LoRaWAN-basierte Lösung setzt Informationen in Maßnahmen um, indem sie den erforderlichen Zugriff und Umfang ohne manuelles Eingreifen von Außendiensttechnikern gewährleistet.
Um die Energiewende nachhaltig zu steuern, integrieren die deutschen Energieversorger Strom aus erneuerbaren Energien und steuerbaren Neuverbrauchern ins Netz.
Datengesteuerte Landwirtschaft
Smart Agriculture nutzt LoRaWAN-Systeme und -Sensoren zum Sammeln und Analysieren von Daten, um die Effizienz in der gesamten Lebensmittelproduktionskette zu verbessern – von der Messung von Temperatur und Luftfeuchtigkeit und der Verfolgung von Gesundheitsindikatoren für Rinder bis hin zur Fernüberwachung von landwirtschaftlichen Geräten, Feldfrüchten und Viehbeständen.
Lora-basierte Geräte sind eine kostengünstige Alternative zur 5G-Infrastruktur, die eine flexible Bereitstellung ermöglicht und zudem keinen häufigen Batteriewechsel erfordert.
Intelligentes Gebäude
LoRaWAN eröffnet aufgrund seiner Fernsteuerung, seines geringen Stromverbrauchs, seiner geringen Kosten, seiner erheblichen Entstörungsfähigkeiten und seiner hohen Signaldurchdringung eine neue Ära in der Entwicklung intelligenter Gebäudemanagementsysteme.
Die Installation der LoRa-basierten Lösung ist unkompliziert und beeinträchtigt den Verwaltungsbetrieb nicht. LoRaWAN integriert verschiedene Facility-Management-Systeme für eine zentralisierte, intelligente Gebäudeverwaltung und -überwachung. Darüber hinaus unterstützt es Facility Manager bei der Echtzeitüberwachung von Daten zu Energieverbrauch, Belegung, Umgebungsbedingungen und Luftqualität, um die Kosteneffizienz zu verbessern und Ressourcen besser zu nutzen.
Gesundheitswesen
Aufgrund der wirtschaftlichen Lage sind viele junge Menschen beruflich stark eingebunden und haben weder Zeit noch Energie, sich zu Hause um ältere Menschen zu kümmern. Gleichzeitig ist das Krankenhauspersonal täglich beschäftigt. Daher ist der Einsatz von LoRaWAN notwendig, um eine barrierefreie Gesundheitsversorgung zu ermöglichen, die Patientenregistrierung zu vereinfachen, Personen zu orten und einen transparenteren Informationsaustausch zu gewährleisten.
Lieferkette und Logistik
LoRaWAN kann in Lieferketten und Logistik große Entfernungen zurücklegen. Spezifische Anwendungen finden sich in Bereichen wie Diebstahlschutz, Flottenmanagement, Anlagenverfolgung, Fahrerstatusverfolgung und vorausschauender Wartung.
Was sind die Anwendungsfälle für 5G
Die geringe Latenz und die hohe Bandbreite von 5G haben erhebliche Auswirkungen auf datenintensive Ökosysteme, die eine robuste Kommunikation in Echtzeit erfordern.
Vernetzte Autos und autonomes Fahren
Fahrzeuge und Transportmittel, die mit hochentwickelter Telematik ausgestattet sind und stark auf Echtzeit-Auslesungen und Datenübertragungen zwischen mehreren IoT-Sensoren und -Systemen angewiesen sind, sind ideale Einsatzgebiete für 5G-Lösungen. Zahlreiche Daten wie Fahrzeugtemperatur, Standort, Geschwindigkeit und Verkehrsbedingungen können erfasst werden, um Fahrkomfort und Sicherheit zu verbessern.
Damit intelligente Autos schnell wechselnde Verkehrsbedingungen präzise erfassen und in Sekundenbruchteilen reagieren können, benötigen sie Technologie, die einen nahtlosen Informationstransfer zwischen Tausenden von IoT-Geräten gewährleistet. Das Potenzial von 5G, eine nahezu latenzfreie Kommunikation zwischen mehreren Geräten zu ermöglichen, eröffnet die Möglichkeit für eine direkte Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Interaktion und eine Fahrzeug-zu-alles-Kommunikation (V2X), einschließlich Verkehrsdatenmanagementsystemen, Parkuhren und Straßenlaternen.
Intelligente 5G-Lösung für das Gesundheitswesen
Das 5G-Medizinsystem verbindet Daten von tragbaren Geräten mit cloudbasierten Anbietersystemen und ermöglicht hochwertige Fernkonsultationen mit Echtzeit-Video. 5G-basierte IoT-Geräte verbessern die Effizienz präventiver und personalisierter Versorgung deutlich, indem sie die Möglichkeit bieten, die Vitalfunktionen von Patienten kontinuierlich zu überwachen und zu übertragen. Krankenhäuser und Forschungseinrichtungen weltweit erproben 5G-Anwendungsfälle, darunter Notfallrettung aus der Ferne, Fernoperationen, Online-Expertendiagnosen, mobile Visiten und Krankenhausüberwachung.
Laut dem Bericht der GSMA wird 5G bis 1.2 weltweit für mindestens 2025 Milliarden Verbindungen sorgen.
Wie wäre es mit NB-IoT?
Einige LoRa-Geräte werden sich auch mit dem NB-IoT-Netzwerk verbinden, einem LPWAN-Standard, der von derselben Abteilung entwickelt wurde, die auch die 4G- und 5G-Protokolle entwickelt hat.
Mit anderen Worten: Es handelt sich um eine Art Mobilfunktechnologie zur Implementierung von LoRaWAN, die für Geräte mit 4G-Anbindung eingesetzt wird. Sobald 5G weit verbreitet ist, wird es auch weiterhin genutzt werden.
Im Vergleich zu Lora verfügt NB-IoT über eine höhere Bandbreite. NB-IoT benötigt lediglich Software und keine spezielle Infrastruktur. Daher kann dieses Netzwerk problemlos Millionen von Geräten abdecken. Die Anzahl solcher Geräte ist jedoch immer noch deutlich geringer als die Anzahl der LoRa-Geräte.
NB-IoT hat jedoch auch seine Nachteile. Der größte Nachteil besteht darin, dass NB-IoT viel Energie verbraucht, sodass sich der Geräteakku sehr schnell entlädt.
Außerdem stellt NB-IoT relativ hohe Sicherheitsanforderungen und verwendet eine veraltete Hop-by-Hop-Verschlüsselung, während LoRaWAN eine End-to-End-Verschlüsselung verwendet, einen modernen Sicherheitsstandardmechanismus.
Aus den oben genannten Gründen ist LoRa eine bessere temporäre 5G-Alternative als NB-IoT.
Einsatzbereite MOKOSMART LoRaWAN-Lösung
- MOKOSMART bietet eine End-to-End-LoRaWAN-Lösung, einschließlich End-to-End-Geräten, Gateways und Cloud-Plattformen, um Ihre Markteinführungszeit zu verkürzen.
- LoRaWAN-Modul und Entwicklungskit
- LoRaWAN-Sensor
- LoRaWAN-Tracker
- LoRaWAN-Stecker
- LoRaWAN-Gateway
