Die Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft von LPWAN

Weitverkehrsnetze mit geringem Stromverbrauch (LPWAN .) ) hat sich in den letzten Jahren zu einem „großen Ding“ im Internet der Dinge entwickelt. Dies ist ein weit gefasster Begriff für eine Vielzahl von Technologien, die verwendet werden, um Sensoren und Controller ohne die Verwendung von herkömmlichem WLAN oder Mobilfunk mit dem Internet zu verbinden.

Die moderne LPWAN-Bewegung begann mit Sigfox, und dann kam LoRa auf den Plan. Jetzt bieten die Mobilfunkanbieter ihre eigenen Konnektivitätsoptionen für IoT-Geräte über LTE Cat-M und NB-IOT an.

Überwachungsanwendungen gibt es schon seit mehreren Jahrzehnten, aber der Titel und das Akronym für ein Low-Power-Wide-Area-Network (LPWAN) wurden geschaffen, um einen Teil des Internets der Dinge (IoT) und des Machine-to-Machine (M2M)-Marktes zu beschreiben . Die Benennung dieser Art von Netzwerk ist zwar neu, die Idee dahinter jedoch nicht.

In diesem Artikel blicken wir auf einige Überwachungsanwendungen zurück, die auf diesen Bereich aufmerksam gemacht haben, betrachten die aktuelle Position der Branche und blicken voraus, was wir für die Zukunft erwarten.

Geschichte von LPWAN

In den späten 1980er und frühen 1990er Jahren gab es ähnliche Topologien und Netzwerkarchitekturen, aber sie wurden nicht LPWANs genannt. Sie sind die Vorläufer dieser Bewegung.
AlarmNet , zum Beispiel, war analog zu dem, was Sie heute im LPWAN-Bereich sehen. Es wurde von ADEMCO gebaut (Alarm Device Manufacturing Company), einem der größten Hersteller von Alarmzentralen und -systemen. ADEMCO baute ein 900-MHz-Netzwerk zur Überwachung von Alarmzentralen. Es lag im 928-MHz-Band und wurde aufgrund der geringen Datenmengen auf niedrige Datenraten ausgelegt. AlarmNet-Netzwerke sind in 18 großen Gebieten in den USA tätig und decken etwa 65 % der städtischen Bevölkerung ab. Das Unternehmen gehört jetzt Honeywell.

Schon bald erkannten die Mobilfunknetze, dass sie sowohl Daten als auch Sprache übertragen können – und Ende der 1990er Jahre wurde 2G geboren. Nachdem es der Öffentlichkeit zugänglich gemacht wurde, migrierten viele Alarmzentralen und ähnliche Systeme zu einem Mobilfunknetz, um die flächendeckende Abdeckung und die sehr geringen Hardwarekosten aufgrund der großen Menge an hergestellten Modulen zu nutzen.

ARDIS – das speziell für reine Datenanwendungen entwickelt wurde – hatte eine ähnliche Geschichte. Es war ein drahtloses Weitverkehrsnetz, das in den 1980er Jahren im Besitz von Motorola war. Es war ein relativ langsames Netzwerk, das hauptsächlich für die Verkaufsautomatisierung, Flottenverfolgung, E-Mail und andere Online-Transaktionsverarbeitung und -Messaging verwendet wurde. Es wurde von American Mobile übernommen, das die Kundenstämme von ARDIS aufnahm und auf spätere Technologien migrierte.

Wiederauftauchen von LPWANs

Ein paar Dinge haben das jüngste Wiederaufleben der LPWAN-Technologien vorangetrieben . Erstens, da immer mehr Dinge mit dem Internet verbunden sind, suchen die Menschen nach kostengünstigen und datenarmen Geräten. Dies ist für eine ganze Reihe von Anwendungen nützlich, von Umweltsensoren bis hin zur Öl- und Gasüberwachung. Ein Großteil dieses wiederbelebten Interesses wurde von SIGFOX angeführt. SIGFOX, das 2009 gegründet wurde, baute das erste moderne LPWA-Netzwerk in Frankreich und seine 100 Millionen Euro begeisterten alle in der Branche (insbesondere in Europa) für den Einsatz von LPWAN-Geräten. Dies geschah zu einer Zeit, als die Funktechnologie billiger wurde und die Tools zur Integration von Anwendungen für die Benutzer einfacher zu verwenden waren.

Mit dem Aufkommen neuer Toolsets und Plattformen wurde es einfacher, Daten von Remote-Geräten zu erstellen und in Anwendungen zu integrieren. Viele neuere Technologien ähneln den sensorgesteuerten Netzwerken, die wir in der Vergangenheit gesehen haben, aber einer der Hauptunterschiede ist die neu verfügbare Online-Integration. Diese Integration ermöglicht Einblicke in die Echtzeitüberwachung, die LPWANs vorangebracht hat.

Heute entwickeln SIGFOX, Ingenu (ehemals OnRamp), Mitglieder der LoRa Alliance und andere alle LPWAN-Technologien. Diese großen Technologieunternehmen versuchen, so schnell wie möglich Beziehungen zu Lösungsanbietern aufzubauen, um sicherzustellen, dass die besten Lösungen in ihren Netzwerken verfügbar sind. LPWANs untersuchen Anwendungsfälle in wichtigen Märkten wie Asset-Tracking, Gebäudemanagement, intelligente Städte, intelligente Landwirtschaft und mehr.

Die Zukunft von LPWAN

So sehr wir an die Vorteile und Möglichkeiten von LPWANs glauben, wissen wir auch, dass noch viele kritische Herausforderungen und Risikofaktoren vor uns liegen.

Eines der Hauptrisiken für LPWANs sind LTE-M und NB-IOT, bei denen es sich um Mobilfunkstandards handelt, die von verschiedenen Branchenunternehmen wie Qualcomm und Nokia vorangetrieben werden. Große Betreiber wie AT&T und Verizon werden die Mobilfunksoftware in ihren Netzwerken aktualisieren und diese Art von Netzwerk mit einem einfachen Schalter bereitstellen. Durch das Reframing der heute verwendeten GSM-Frequenzen für Sprache – und ohne zusätzliche Hardware – können Mobilfunkunternehmen Schmalbandanwendungen bedienen.

Darüber hinaus können sie dies zu einem sehr ähnlichen erreichbaren Preis tun, wenn sie dies wünschen. Höchstwahrscheinlich werden Mobilfunkunternehmen LTE-M an große Unternehmen vermarkten, die die Mobilfunkanbieter für mobile Daten- und Sprachdienste nutzen. Da die Mobilfunkanbieter Hunderte von Millionen Dollar für Handyverträge abholen, haben sie die Möglichkeit, Low-End-Datendienste für ein paar Cent pro Dollar anzubieten. Wenn sie sich dazu entschließen, haben sie die Möglichkeit, dramatische Marktanteile zu erobern.

Dies bedeutet jedoch nicht, dass Unternehmen im LPWAN-Bereich zum Scheitern verurteilt sind – es bedeutet nur, dass sie über neue Strategien nachdenken müssen. Im Idealfall müssen sie versuchen, mehr Wert als nur den Transport von Daten zu bieten. Wenn LoRa Alliance-Mitglieder und Kunden von SIGFOX sehr gezielte Anwendungen entwickeln können, werden sie nicht von LTE-M-Möglichkeiten verdrängt.

Zusammenfassung

Es ist wichtig, die sehr realen Anwendungen für Weitverkehrsnetze mit geringem Stromverbrauch zu verstehen. Die Zahlen sind riesig – es gibt Milliarden vernetzter Geräte (und sie wachsen weiter). Diese Technologie wird nicht so schnell verdrängt und ist in vielerlei Hinsicht ziemlich disruptiv.

Während LTE-M am Ende einen großen Teil der High-End-Datenverträge abdecken könnte, werden großflächige, sensorbasierte Netzwerke in der Lage sein, auf dem Rücken von LoRaWAN und SIGFOX zu reiten und Milliarden von mittleren bis Low-End-Verträgen zu bedienen. Diese Möglichkeiten könnten enorme Auswirkungen auf unsere Welt haben – von der Ernährung der Weltbevölkerung über die Reduzierung des Wasserverbrauchs bis hin zur Reduzierung des Energieverbrauchs und vieles mehr. LPWANs ermöglichen sehr reale Anwendungen, da sie es Unternehmen ermöglichen, Daten aus Sensornetzwerken zurückzugewinnen und effizientere Entscheidungen über die Nutzung von Ressourcen zu treffen.

Anmerkung der Redaktion:Dieser Beitrag wurde ursprünglich im Dezember 2015 veröffentlicht und wurde im Hinblick auf Genauigkeit und Vollständigkeit überarbeitet und aktualisiert.