IoT: LoRa-Chips regieren die LPWAN-Welt

Im Reich der IT-Chips gibt es einen klaren Sieger: LoRa Chips, die in LoRaWAN-Netzwerken für das Internet der Dinge (IoT) die „Long Range“ Kommunikationsverbindung ermöglichen. Die Auslieferungsmenge dieser Chips übertrifft alle andere Chip-Typen wie NB-IoT und LTE-M – wie die LoRa Alliance bekannt gab. Letztere ist ein Zusammenschluss von Unternehmen, die den LoRaWAN-Standard für weitreichende, energieeffiziente LPWANs (Low-Power Wide Area Networks) unterstützen. Ihrer Ansicht nach ist LoRaWAN die führende LPWAN-Netzwerktechnologie für IoT-Anwendungen.

Die Aussagen basieren auf einem Bericht von Beecham Research, einem auf dem IoT-Markt spezialisierten Forschungsunternehmen. Der Report betont, dass die LPWAN-Spezifikation derzeit als die vorherrschende Technologie für IoT-Anwendungen mit großen Datenmengen – auch als „massive IoT“ bekannt – anzusehen ist. Bis 2026 werden mehr als 80 % der IoT-Anwendungen in diese Kategorie fallen. Hierzu gehören Sensoren und viele weitere Anwendungen mit geringem Datentransfer.

In China hat die Regierung hingegen klare Signale gesetzt: NB-IoT ist der auserkorene Standard für umfangreiche IoT-Anwendungen des asiatischen Landes. Überall sonst auf der Welt präsentieren Mobilfunknetzbetreiber (MNOs) eine bunte Mischung aus LTE-M und NB-IoT. Eine neue Studie enthüllt, dass die erwarteten weltweiten Chipset-Lieferungen für diese drei Technologien von 2022 bis 2027 – unter Ausschluss Chinas – ein spannendes Bild der globalen Entwicklung zeichnen.

Eines wird dabei deutlich: Die Auslieferungen von LPWAN-Chipsätzen sollen bis 2027 stark zulegen – um fast 20 % pro Jahr. Mit deutlichem Vorsprung ist LoRaWAN schon jetzt die dominierende LPWAN-Technologie für IoT-Anwendungen.

Die Studie untersuchte zugleich die Kooperation zwischen Endanwendern und IoT-Experten: Sie arbeiten zusammen, um Lösungen effizienter umzusetzen und die Rendite ihrer Investitionen (ROI) zu steigern. Zudem zeigt der Bericht eindrucksvoll auf, dass der Einfluss von spezialisierten Lösungsanbietern und Systemintegratoren auf Beschaffungsprozesse nicht zu unterschätzen ist. Denn diese verfügen bereits über solide Branchenbeziehungen und werden oft als technische Wegweiser konsultiert, um Einzelheiten von IoT-Lösungen zu erläutern – darunter die Konnektivität.

„Die Wahl der richtigen Konnektivitätstechnologie für jeden Anwendungsfall ist die wichtigste Entscheidung, die Anwender treffen müssen. Einige Personen verfügen nicht über die internen Fachkenntnisse, um Technologieoptionen zu vergleichen. Hier können Lösungsanbieter bei der Suche nach der richtigen Technologie behilflich sein“, erklärt Donna Moore, Präsidentin und CEO der LoRa Alliance.

In der Welt der IoT-Lösungen steht laut Donna Moore also die Wahl der richtigen Konnektivitätstechnologie im Mittelpunkt. Lösungsanbieter übernehmen dabei eine Schlüsselrolle: Sie analysieren Anwendungsfälle, bieten Orientierung zu den verfügbaren Technologien auf dem Markt und vermitteln Projektmanagern einen umfassenden Überblick über den Implementierungsprozess von IoT-Lösungen. Andererseits sind Systemintegratoren die Macher, die die Ideen in die Tat umsetzen. Sie integrieren IoT-Sensordaten in eine Plattform und führen sie strukturiert zusammen. Donna Moore unterstreicht: „Wir haben festgestellt, dass die Unterstützung der Endbenutzer und die Stärke des LoRaWAN-Ökosystems immer stärker miteinander verschmelzen. Das stellt sicher, dass der LoRaWAN-Standard seine Spitzenposition in der Branche behält.“

Die Historie von LoRaWAN

Die Geschichte von LoRa begann im Jahr 2009. „Long Range“ beschreibt dabei eine Funkmodulationstechnologie, die sich ausschließlich mit der physikalischen Ebene des Kommunikationsprotokolls beschäftigt. Zwei französische Freunde nahmen die Herausforderung an, eine Technologie zu entwickeln, die weitreichende Kommunikation mit niedrigem Energieverbrauch ermöglicht. Im Jahr 2010 gründeten sie gemeinsam mit einem dritten Freund das Unternehmen Cycleo. Ihr Engagement zahlte sich aus: Semtech, ein Anbieter von analogen und Mixed-Signal-Halbleitern, übernahm im Mai 2012 Cycleo und brachte die LoRa-Technologie in seinen Besitz.

Im weiteren Verlauf präsentierte sich die LoRaWAN-Spezifikation erstmals im Februar 2015 der Welt. Diese Kommunikations- und Systemarchitektur befasst sich mit der Verbindungsschicht. Die Markteinführung erfolgte zeitgleich mit der Gründung der LoRa Alliance. Ihr Fokus lag auf der Versorgungswirtschaft. Das Ziel: die Fähigkeit zu bieten, Materialien wie Beton und Stahl zu durchdringen und gleichzeitig eine energieeffiziente Untergrundkonnektivität zu gewährleisten. Dieser Standard ist Open Source und wird von der LoRa Alliance verwaltet.

LoRaWAN-Netzwerke operieren in unlizenzierten Frequenzbändern im Sub-Gigahertz-Bereich. Das bedeutet, dass keine Lizenz für die Datenübertragung erforderlich ist. Die genaue Sub-Gigahertz-Frequenz kann je nach Land variieren, wie hier aufgelistet. Im Gegensatz dazu arbeitet der NB-IoT-Standard unter der Abdeckung von Mobilfunknetzen.

LoRaWAN-Netzwerke schließen die technologische Lücke zwischen Mobilfunk und Wi-Fi/BLE-Netzwerken. Diese Netzwerke erfordern entweder hohe Bandbreite, Leistung oder haben eine begrenzte Reichweite. Das macht es ihnen unmöglich, tief in Innenräume vorzudringen. LoRaWAN ist äußerst flexibel und findet Anwendung in ländlichen Regionen, Innenstädten, Gebäuden, bei Zählern sowie in der Lieferkette und Logistik.