LoRa-Technologie treibt die Einführung des IoT voran und verändert Leben

Mike Wong von Semtech

Als jahrzehntealte Technologien sind Wi-Fi, Bluetooth und Mobilfunk gut etabliert, aber sie wurden nicht entwickelt, um eine Langstreckenkommunikation mit einer niedrigen Bitrate zu ermöglichen, beispielsweise durch batteriebetriebene Sensoren. Diese Bedingungen erfordern ein Low-Power Wide-Area Network (LPWAN), das darauf abzielt, Milliarden von batteriebetriebenen Sensoren mit der Cloud zu verbinden, und hier kommen sowohl LoRa®-Geräte als auch drahtlose Hochfrequenztechnologie (LoRa-Technologie) und das offene LoRaWAN™-Protokoll zusammen treiben und ermöglichen neue Anwendungen und Geschäftsmodelle, sagt Mike Wong, Vice President von Semtech

Die dringendsten Herausforderungen für das Internet der Dinge (IoT) sind die Interoperabilität verschiedener Netzwerke, die Sicherheit für Milliarden von Sensoren und die von ihnen erzeugten Daten, die Bereitstellung von Carrier-Grade-Qualität und Zuverlässigkeit zu Verbraucherpreisen. Diese Herausforderungen sind miteinander verbunden, da sich die Akzeptanz verlangsamen wird, wenn IoT-Optionen nicht zu erschwinglichen Preisen verfügbar sind, und die Geräte bei geringer Akzeptanz wirtschaftlich nicht machbar sind.

Die ursprünglich von Semtech entwickelte LoRa-Technologie ist einer der Gründer der LoRa Alliance™, die 2015 ins Leben gerufen wurde und heute mehr als 500 Unternehmen umfasst. Die Organisation widmet sich der Entwicklung von Geräten, Technologien und Anwendungen nach denselben Richtlinien, mit dem gleichen Ziel, das IoT zu ermöglichen und die Einführung des offenen Protokolls LoRaWAN voranzutreiben.

Es entwickelt sich schnell zur besten Option für viele Märkte und Branchen, einschließlich M2M-Anwendungen, Lieferketten- und Logistikanwendungen, Smart Cities, Smart Metering-Anwendungen und Landwirtschaft. Die Plattform ist mit diesen Anwendungen erfolgreich, weil sie in der Lage ist, die Lebensqualität zu verbessern und reale Probleme wie Wassereinsparung, Umweltüberwachung auf Schadstoffe, Überschwemmungsüberwachung in Städten und Verbesserung der Lebensmittelsicherheit und -qualität zu lösen. Wir alle sind von diesen Problemen betroffen, obwohl für die meisten Menschen möglicherweise nicht offensichtlich ist, dass die LoRa-Technologie diese Verbesserungen ermöglicht.

Smart Metering zum Beispiel verwendet LoRa-fähige Geräte, um den Gas- oder Wasserfluss genau zu messen, und nimmt viel Rätselraten ab, indem es präzise Informationen zu kritischen Punkten liefert, z. Drei Hauptmerkmale – geringer Stromverbrauch, niedrige Kosten und ein offener interoperabler Standard – machen LoRa für unzählige industrielle, kommerzielle und private Anwendungen interessant, bei denen IoT-Lösungen die Zukunft sind.

LoRaWAN-Implementierungen erfolgen typischerweise in Form einer Sternnetzwerktopologie, bei der die Konzentratoren als zentraler Koordinator für den Netzwerkverkehr dienen. Aufgrund von Einschränkungen der Funktechnologie besteht eine der Einschränkungen von Alternativen wie Mesh-Netzwerken darin, dass die Reichweite nicht erweitert werden kann. Mit Sternnetzen und LoRa-Technologie ist die Reichweite ein gelöstes Problem.

Wenn Sie sich die Architektur eines LoRaWAN-Netzwerks ansehen, wurde viel Wert darauf gelegt, Endknoten und Konzentratoren einfach, energiesparend und kostengünstig zu halten, da dies erforderlich ist, um auf Milliarden von Knoten zu skalieren. Der Großteil der Verarbeitung findet in der Cloud in einem LoRaWAN-Netzwerk statt, wodurch komplexe Software überflüssig wird, die beispielsweise für einzelne Knoten die Pflege redundanter Informationen zum Rollenwechsel erforderlich macht, was die Bereitstellungs- und Hardwarekosten in die Höhe treibt. Es ist ein bewährtes Modell mit Wi-Fi und Bluetooth, das wir heute hauptsächlich als Sternnetzwerk verwenden.

LoRa Technology wurde kürzlich bei einem landesweiten IoT-Netzwerk-Rollout in Mexiko vorgestellt und seine Fähigkeit unterstrichen, in Entwicklungsländern oder an Standorten ohne ausreichende Infrastruktur als entscheidende Lösung zu dienen. Tangerine nutzte die LoRa-Technologie von Semtech und die von LORIOT bereitgestellten Server und baute LoRaWAN-Netzwerke in drei großen Städten in Mexiko auf – Mexiko-Stadt, Guadalajara und Monterrey.

Dies ist eine Erweiterung der Abdeckung, die bereits in den USA, Europa, China und Indien existiert, und wir sehen ständig mehr LoRaWAN-Implementierungen mit derzeit mehr als 65 Ländern, die LoRaWAN-Netzwerke bereitstellen. Die LoRa-Technologie eignet sich aufgrund ihrer einfachen Bereitstellung und ihrer Betriebskosten gut für Länder, in denen eine Infrastruktur fehlt. Aus denselben Gründen sehen wir jedoch auch LoRaWAN-Netzwerkimplementierungen in fortgeschrittenen Volkswirtschaften sowie bei Unternehmen wie Comcast in den USA und Orange in Europa.

Da das IoT selbst bereit ist, die Funktionsweise der Welt und die Art und Weise, wie Menschen miteinander interagieren, zu verändern, nehmen die Vorteile der LoRa-Technologie in IoT-Anwendungen bereits Gestalt an und treiben durch die Zusammenarbeit mit regionalen Netzbetreibern und Lösungsanbietern weltweit Veränderungen voran. Chipsicherer , zum Beispiel, hat vor kurzem drei Pilotprogramme abgeschlossen, darunter Afrika und Europa, die LoRa-Technologie nutzten, um IoT zu Viehzüchtern an entfernten Standorten zu bringen. Das Unternehmen entwickelt ähnliche Pilotprogramme in Brasilien und Uruguay, um Viehzüchtern eine Lösung gegen Diebstahl und Krankheiten zu bieten, damit sie Produkte höchster Qualität auf den Markt bringen können.

Mit Blick auf die Zukunft wird das wachsende Ökosystem von LoRa-Technologieanbietern – von Netzbetreibern und Systemintegratoren bis hin zu Herstellern von IoT-Geräten, Gateways, Endknoten und Sensoren – die Akzeptanz von LoRa und LoRaWAN weiter vorantreiben.

Semtech hat dieses Ökosystem geleitet und unterstützt, um das IoT für jeden in jedem Sektor zugänglich zu machen und Produkte und Dienstleistungen höchster Qualität zu einem Preis anzubieten, der die Einführung ermöglicht. Letztendlich bereichert die Arbeit, die wir leisten, um die Konnektivität von Milliarden von LoRa-basierten Sensoren zu ermöglichen, das Leben der Menschen auf der ganzen Welt.

Der Autor dieses Blogs ist Mike Wong, Vizepräsident der Wireless and Sensing Products Group von Semtech