LoRa versus LTE-M

Zwei der am häufigsten verwendeten und mittlerweile auch ausgereiften IoT-Netzwerke sind LoRa und LTE-M. Der attraktive Aspekt beider Technologien ist, dass es sich um „Low Power“-Netzwerke handelt. Dies ist wichtig für IoT-Geräte mit einer begrenzten Energieversorgung. In diesem Artikel gehen wir näher auf beide Techniken ein und darauf, welche Unterschiede es zwischen den Netzwerken gibt.

Was ist LoRaWAN?

LoRa steht für „Long Range“ und ist ein drahtloses Netzwerkprotokoll für Low-Power-IoT-Anwendungen. Es handelt sich also um ein „Low Power Wide Area Network“ (LPWAN). Dies ist ideal für Anwendungen, die sich an abgelegenen oder isolierten Orten befinden, wie Straßenlaternen, Deiche, Kaimauern oder Müllbehälter. In der Nutzung ähneln LoRa-Nachrichten stark dem SMS-Verkehr; solange nichts gesendet wird, ist das Cellular-Modul auch nicht aktiv. Sobald eine Nachricht gesendet wird, wird das Cellular-Modul aktiv und es findet eine Übertragung auf der korrekten Frequenz mit den richtigen Netzwerkschlüsseln statt. LoRa-Gateways in der Nähe empfangen dieses Signal anschließend und verarbeiten es in Richtung Cloud.

Vorteile von LoRa

Die beiden größten Vorteile sind einerseits der extrem niedrige Energieverbrauch und andererseits die große Entfernung, die die Nachricht vom Gerät bis zum LoRa-Gateway zurücklegt. Darüber hinaus ist die Hardware kompakt und die Kosten sind in der Regel sehr niedrig. Durch den geringen Energieverbrauch können Sensoren hergestellt werden, die drei bis fünf Jahre lang mit 2 AA-Batterien täglich Informationen senden können. Die genaue Lebensdauer der Batterie hängt selbstverständlich von verschiedenen Faktoren ab, wie der Netzabdeckung, der Antenne des Geräts und der Menge an Informationen, die pro Nachricht gesendet wird.

Das LoRa-Netzwerk ist vom „Internet“ getrennt, da Nachrichten zunächst im LoRa-Netzwerk selbst empfangen werden und erst danach über ein LoRa-Gateway in die Cloud weitergeleitet werden. Dadurch sind LoRa-Module nicht anfällig für Cyberangriffe. Innerhalb des LoRa-Protokolls werden außerdem auf mehreren Ebenen Verschlüsselungen eingesetzt, um die Sicherheit zu erhöhen.

Nachteile von LoRa

Es gibt auch einige Nachteile beim Einsatz von LoRa. In den Niederlanden gibt es zwei Regeln, die von der Agentschap Telecom durchgesetzt werden. Die erste Regel besagt, dass jedes Modul nicht zu häufig Funksignale senden darf; dies wird als „Duty-Cycle-Beschränkung“ bezeichnet. Die zweite Regel besagt, dass die Intensität des Funksignals nicht zu stark sein darf, maximal 20 mW. Ein weiterer Nachteil kann die Datenmenge sein, die gesendet werden kann; bei LoRa beträgt diese etwa 54 Bytes. Dies ist kein Problem, wenn lediglich Sensorinformationen übertragen werden sollen.

Was ist LTE-M?

Das LTE-M-Netzwerk wurde speziell für Internet-of-Things-Anwendungen entwickelt und basiert auf den zuverlässigen und sicheren 4G-Netzwerken der Anbieter. LTE-M basiert außerdem auf dem weltweiten 3GPP-Standard der GSMA, was Möglichkeiten für Roaming im Ausland bietet. Die Abdeckung von LTE-M ist stärker als die eines 2G-Netzes und hat den Vorteil einer tieferen Durchdringung, wodurch die Abdeckung insbesondere in Gebäuden deutlich besser ist. Über LTE-M können Daten schnell und energieeffizient übertragen werden und es eignet sich für verschiedene Anwendungen, die derzeit mit 2G arbeiten. Darüber hinaus ist es auch für Anwendungen geeignet, die derzeit noch nicht „smart“ sind.

Vorteile von LTE-M

LTE-M hat eine gute Abdeckung, eine hohe Datenrate und kann zudem energieeffizient konfiguriert werden, was es interessant für Anwendungen macht, die mit Batterien betrieben werden. Außerdem ist LTE-M kosteneffizienter als ein Standard-4G-Gerät. Die Datenmenge ist kompakt, wodurch der Datenverbrauch niedrig bleibt (MB). Ein weiterer Vorteil ist, dass es Roaming-Vereinbarungen mit Nachbarländern gibt und international in immer mehr Ländern LTE-M-Abdeckung vorhanden ist. Es ist auch möglich, über LTE-M VOICE- und SMS-Nachrichten zu senden und je nach Modultyp kann auch ein Fallback auf ein anderes Netzwerk (2G) vorhanden sein.

Nachteile von LTE-M

Obwohl LTE-M als energieeffiziente Technik beworben wird, verbraucht das Modul dennoch relativ viel Energie, solange eine Verbindung zum Netzwerk besteht und Daten gesendet werden. Es ist zwar deutlich energieeffizienter als Standard-4G, aber es werden dennoch recht große Batterien benötigt, wenn das Gerät häufig Daten senden muss und länger als ein Jahr funktionieren soll. Ein häufig geäußerter Wunsch bei IoT-Geräten ist, dass sie praktisch und kompakt gestaltet sein sollen; LTE-Module sind derzeit jedoch noch relativ groß und es werden zahlreiche zusätzliche Komponenten benötigt.

Fazit

LTE-M und LoRa sind zwei unterschiedliche Technologien mit einer Gemeinsamkeit in ihrer Anwendung: Beide Netzwerke sind energieeffizient und übertragen Geräteinformationen. Die Wahl sollte am besten darauf basieren, wo du deine Lösung implementieren möchtest und welche Anforderungen an den Energieverbrauch gestellt werden. Wenn internationale Nutzung deine wichtigste Anforderung ist, solltest du dich für LTE-M entscheiden. Wenn jedoch der Energieverbrauch entscheidend ist, solltest du LoRa wählen.

Für weitere Informationen über LPWAN-Technologien kann Kontakt über die Telefonnummer 085-0443500 oder per E-Mail an info@thingsdata.com aufgenommen werden.