  Stichwort: LPWAN
Was ist ein Low Power Wide Area Network?
Low Power Wide Area Network (LPWAN) ist eine Art drahtloses Netz, das dazu dient, Geräte mit geringem Stromverbrauch, wie z. B. batteriebetriebene Sensoren, über große Entfernungen mit minimalem Energieverbrauch und geringen Betriebskosten mit einem Server zu verbinden. Diese Netze eignen sich besonders für Anwendungen des Internets der Dinge (IoT), bei denen die Übertragung kleiner Datenmengen über große Entfernungen erforderlich ist.
Wichtigste Merkmale:
- Niedriger Energieverbrauch: LPWANs sind so optimiert, dass sie nur sehr wenig Strom verbrauchen, so dass die Geräte mehrere Jahre lang mit kleinen Batterien betrieben werden können.
- Große Reichweite: Diese Netze können Entfernungen von 7 bis 15 Kilometern abdecken und eignen sich daher für großflächige Anwendungen.
- Niedrige Datenrate: LPWANs unterstützen in der Regel niedrige Datenraten, die für die Übertragung kleiner Datenpakete ausreichen, was bei IoT-Anwendungen üblich ist.
- Kosteneffektiv: Die Nutzung unlizenzierter Frequenzbänder und die niedrigen Betriebskosten machen LPWANs zu einer wirtschaftlichen Wahl für groß angelegte IoT-Implementierungen.
 Technologien
Es werden verschiedene LPWAN-Technologien verwendet, die jeweils ihre eigenen Merkmale aufweisen:
- LoRaWAN: Verwendet nicht lizenzierte Frequenzbänder und wird von der LoRa Alliance unterstützt, der über 500 Unternehmen angehören. Sie ist für ihre große Reichweite und ihren geringen Stromverbrauch bekannt und eignet sich daher für lokale und regionale Implementierungen.
- NB-IoT (Narrowband IoT): Wird auf lizenzierten Frequenzbändern als Teil des 4G-LTE-Standards betrieben. Es bietet eine robuste Abdeckung, insbesondere in Innenräumen, und eignet sich für Anwendungen, die eine zuverlässige Konnektivität in größeren Bereichen erfordern.
- Sigfox: Eine proprietäre Technologie, die ebenfalls unlizenzierte Frequenzbänder nutzt. Sie ist für die Ultrabreitband-Kommunikation konzipiert und bietet Konnektivität mit großer Reichweite und geringem Stromverbrauch für einfache IoT-Geräte.
- RPMA (Random Phase Multiple Access): Eine weitere firmeneigene Technologie, die in unlizenzierten Frequenzbändern arbeitet und eine hohe Kapazität und große Reichweite bietet.
Anwendungen
LPWANs werden in verschiedenen IoT-Anwendungen eingesetzt, darunter:
- Smart Cities: Für die Überwachung der Infrastruktur, die Verwaltung von Versorgungseinrichtungen und die Verbesserung der öffentlichen Dienste.
- Landwirtschaft: Für die Überwachung der Bodenfeuchtigkeit, die Verfolgung des Viehbestands und die Optimierung von Bewässerungssystemen.
- Industrielles IoT: Für vorausschauende Wartung, Anlagenverfolgung und Umweltüberwachung.
- Hausautomatisierung: Für intelligente Verbrauchsmessung, Sicherheitssysteme und Energiemanagement.
Netzwerk-Struktur
Ein LPWAN besteht in der Regel aus:
- Endgeräten (Nodes): Dies sind die Sensoren oder Aktoren, die Daten sammeln und übertragen.
- Gateways: Diese Geräte empfangen die Daten von den Endgeräten und leiten sie an einen Netzwerkserver weiter. Sie können sich über verschiedene Wege mit dem Server verbinden, z. B. über LAN, WLAN oder mobile Netzwerke.
- Netzwerk-Server: Dieser Server verwaltet das Netzwerk, verarbeitet die Daten und kann eine Schnittstelle zu Backend-Systemen für weitere Analysen und Maßnahmen bilden.
LPWANs sind für die breite Einführung des IoT von zentraler Bedeutung, da sie eine skalierbare, energieeffiziente und kostengünstige Lösung für die Verbindung zahlreicher Geräte in großen Bereichen bieten.
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