Low Power Wide Area Networks (LPWANs)

Das Interesse an Low Power Wide Area Networks (LPWANs) wächst zunehmend, da Technologien dieser Gruppe durch ihren geringen Energiebedarf (Low Power) und ihre gleichzeitig große Reichweite (Wide Area) für Anwendungen vieler Domänen gut geeignet sind. Zum einfacheren Einstieg für Anwender hat das IRLG ein Merkblatt erstellt, in dem das grundlegende Konzept von LPWANs sowie Gemeinsamkeiten und Unterschiede verschiedener, kommerziell verfügbarer Technologien beschrieben werden. Das LPWAN-Merkblatt können Sie hier herunterladen.

Welche LPWAN-Technologie geeignet ist, hängt stark vom jeweiligen Anwendungsfall und dessen Anforderungen ab. Um Ihnen eine Hilfestellung bei der Auswahl zu geben, bieten wir den LPWAN-Rechner an. Dieses Werkzeug schätzt basierend auf Ihren Angaben die Batterielaufzeit für verschiedene LPWAN-Technologien ab.

Der LPWAN-Rechner verwendet hierbei Durchschnittswerte für die zugrundeliegende Stromaufnahme, die aus den Datenblättern verfügbarer Funkmodule ermittelt wurden. Liegen dem/der Benutzer*in des Rechners Daten zu einem konkreten Funkmodul vor, sollten diese in den erweiterten Einstellungen angepasst werden.

Über die Ausgabe des LPWAN-Rechners

Der LPWAN-Rechner schätzt die Batterielaufzeit für unterschiedliche Übertragungsbedingungen. Die folgende Tabelle beschreibt die gewählten Szenarien “Gut”, “Mittel” und “Schlecht” sowie die dafür getroffenen Annahmen zu den einzelnen Technologien.

Gut Mittel Schlecht
Übertragungsbedingungen Es gibt keine Hindernisse zwischen Sender und Empfänger. Es besteht eine Sichtverbindung. Die zu überbrückende Distanz ist im unteren oder mittleren Bereich der Technologie. Die zu überbrückende Distanz liegt nahe am Maximum der Technologie oder es besteht keine Sichtverbindung, weil das Signal beispielsweise eine Wand durchdringen muss. Ein Kommunikationsgerät ist stark abgeschirmt, z.B. unterirdisch, in einem Keller, zentral in einem Gebäude. Das Signal muss dicke Decken oder mehrere Wände durchdringen.
LoRa: Modellierung über unterschiedliche Spreading Faktoren (SF) SF7 SF9 SF11
Weightless: Modellierung über die durchschittlich erreichte adaptive Datenrate 100 kbit/s 10 kbit/s 0,625 kbit/s
SigFox und Mioty: Modellierung über durschnittliche Anzahl von Paketwiederholungen 0 Wdh. 1 Wdh. 2 Wdh.

Aufgrund regulatorischer oder technologiebedingter Einschränkungen nicht realisierbare Konfigurationen werden rot unterlegt und durchgestrichen. Fußnoten geben einen Hinweis auf die relevante(n) Einschränkung(en).

LPWAN-Rechner

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Eingaben
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mAh
LoRa-spezifische Parameter:?Hier kann der durch uns voreingestellte Spreading Factor für die unterschiedlichen Bedingungen modifizert werden.
Ausgabe:
Bedingungen: Gut Mittel Schlecht
LoRa x x x
SigFox x x x
Mioty x x x
Weightless x x x
Fußnoten:
Hinweise:
  • Alle Ergebnisse sind als Schätzungen zu verstehen. Tatsächliche Batterielaufzeiten können abweichen.
  • Die voreingestellten Werte für Stromaufnahme sind grobe Durchschnittswerte, die aus verfügbaren Datenblättern zu Funkmodulen ermittelt wurden. Da hier große Abhängigkeiten vom verwendeten Funkmodul vorliegen, lässt sich dieser Wert vom Benutzer anpassen.
  • Die voreingestellte Batteriekapazität von 2000 mAh entspricht einer durchschnittlichen AA-Batterie.
  • Der regulatorisch vorgeschriebene Duty Cycle gibt an, welcher zeitliche Anteil für Übertragungen genutzt werden darf. Je nach Subband ist er auf 0.1, 1 oder 10 % beschränkt [ETSI EN 300 220-2 V3.2.1; Tabelle B.1]. Über die regulatorische Vorgabe hinaus kann ein Netzbetreiber den Duty Cycle weiter einschränken.
  • Technologien in lizensiertem Spektrum (NB-IoT, LTE-M) werden vom Rechner (derzeit noch) nicht unterstützt, da hier entscheidende Parameter vom Netzbetreiber abhängen. Nähere Infos dazu finden Sie z.B. hier. Geplant ist ein Update des LPWAN-Rechners basierend auf momentan am IRL Magdeburg durchgeführten Messungen.
  • Bei Fragen oder Anmerkungen wenden Sie sich bitte an das IRLG-Team über unsere Kontaktkanäle. Wir freuen uns!