Wissensdatenbank

Bei einem Einsatz von Sensoren, die über ein LoRaWAN-Netzwerk kommunizieren, ist der LoRaWAN-Netzwerkserver ein zentrales Element. Der LoRaWAN-Netzwerkserver ist für die Verwaltung der angeschlossenen LoRaWAN Gateways (Radio Access Network), die Autorisierung der Sensoren und den Datenaustausch (Uplink, Downlink) zwischen den Sensoren und den Anwendungen zuständig.

LoRaWAN Klassen bestehen aus drei verschiedenen Typen: Klasse A, Klasse B und Klasse C. Klasse A Sende eine Nachricht entsprechend der Einstellung im LoRaWAN-Sensor. Eine Downlink-Nachricht ist nur innerhalb von zwei Empfangsslots möglich, nachdem der LoRaWAN-Sensor eine Nachricht gesendet hat. Am energieeffizientesten. Pflicht zur Implementierung in jedem LoRaWAN-Sensor. Klasse B Erweiterung zu Klasse A. Der LoRaWAN-Sensor hat festgelegte Abfrageintervalle. Das Netzwerk sendet Beacons an die LoRaWAN-Sensoren, die das Intervall bestimmen. Weniger energieeffizient als Class A. Klasse C Erweiterung von Klasse A. Download von Nachrichten jederzeit möglich. Der LoRaWAN-Sensor ist auf kontinuierliche Abfrage eingestellt. Nicht energieeffizient. LoRaWAN-Sensoren mit Klasse C sind noch wenig verbreitet.

Over The Air Activation (OTAA) ist eine Methode, mit der ein LoRa-Sensor mit einem LoRaWAN-Netzwerk verbunden wird. Eine andere Methode, mit der ein LoRa-Sensor mit einem Netzwerk verbunden werden kann, ist Activation By Personalisation (ABP). Bevor ein Sensor an einem LoRaWAN-Netzwerk teilnehmen kann, müssen sowohl dem Sensor als auch dem Netzwerk die folgenden Daten bekannt sein: die DevAddr, der NwkSKey und der AppSKey. Die DevAddr ist eine eindeutige Adresse innerhalb des LoRaWAN-Netzwerks, die den Sensor identifiziert. Der NwkSKey und der AppSKey werden für die Nachrichtenverschlüsselung benötigt. Mit OTAA werden diese drei Daten generiert und zwischen dem Netzwerk und dem Sensor mit Hilfe eines Join-Verfahrens ausgetauscht. OTAA und das Join-Verfahren Während des Join-Verfahrens werden die Sicherheitsschlüssel (NwkSKey und AppSKey) dynamisch bestimmt und das Netzwerk verteilt eine freie DevAddr an den Sensor. Das bedeutet, dass jedes Mal, wenn der Sensor eine neue Sitzung eröffnet, auch neue Verschlüsselungsschlüssel erzeugt werden. Aus Sicherheitsgründen kann beschlossen werden, hin und wieder eine neue Sitzung zu eröffnen, um die Sicherheitsschlüssel zu aktualisieren. Wie wird das Join-Verfahren durchgeführt? Um das Join-Verfahren in der OTAA-Methode durchzuführen, werden drei Daten benötigt (diese unterscheiden sich von den oben genannten Daten), nämlich DevEUI, AppEUI und AppKey. Wenn diese Daten sowohl auf der Sensor- als auch auf der Netzwerkseite konfiguriert sind, ist es möglich, das Join-Verfahren auszuführen und die oben genannten Daten DevAddr, NwkSKey und AppSKey dynamisch zu berechnen. Da diese Daten dynamisch erzeugt werden, kann der Sensor das Netzwerk wechseln. Dies steht im Gegensatz zur ABP-Methode.

Industrie 4.0 ist die vierte industrielle Revolution und geht einen Schritt weiter als die Digitalisierung. Es geht um die Verbindung und Kommunikation zwischen verschiedenen Systemen und Maschinen, die es Organisationen ermöglicht, schneller, effizienter und weitgehend automatisiert zu arbeiten. Industrie 4.0 ist der Übergang von der Digitalisierung zu einer Wirtschaft und Gesellschaft, in der die Grenzen zwischen der physischen, digitalen und biologischen Welt zunehmend verschwinden.

Die Fähigkeiten der einzelnen Simkarten-Formfaktoren sind gleich, aber sie haben unterschiedliche Abmessungen, sodass sie für bestimmte Gerätetypen eingesetzt werden können. 2FF-, 3FF- und 4FF-Simkarten müssen in ein Gerät eingesetzt werden, während MFF2-Simkarten, die vakuumversiegelt sind, direkt auf die Platine gelötet werden. Daher werden sie auch Embedded Sim Cards genannt. IoT-Konnektivität Simkarten gibt es in vier verschiedenen Formen, von der 2FF, der größten Simkarte, bis zur 4FF oder Nano-Simkarte, der neuesten und kleinsten der Simkarten. Es gibt auch eine integrierte Simkarte: die MFF2 (Sim Chip). Jede Generation von Simkarten ist kleiner als die vorherige. Obwohl sie normalerweise mit der Generation bezeichnet werden, aus der sie stammen (2, 3, 4), werden sie auch "Mini-Simkarten" (2FF), "Micro-Simkarten" (3FF), "Nano-Simkarten" (4FF) oder "Embedded-Simkarten" (MFF2) genannt. Abmessungen des SIM-Formfaktors 2FF (mini): 25 mm x 15 mm x 0,76 mm 3FF (micro): 15 mm x 12 mm x 0,76 mm 4FF (nano): 12,3 mm × 8,8 mm × 0,67 mm MFF2 (eingebettet): 5 mm x 6 mm x 1 mm

Eine IoT-Konnektivität Simkarte, SIM-Karte oder SIM (Subscriber Identity Module) besteht aus einem Kontaktchip, der von schützendem Kunststoff umhüllt ist. Der Kontaktchip enthält die Authentifizierungsdaten eines Geräts und ermöglicht dem Gerät den Zugang zu einem Mobilfunknetz.

LTE (Long Term Evolution), auch bekannt als 4G, ist in Deutschland bereits seit 2010 in begrenztem Umfang verfügbar. Das LTE-Netz ist erst seit 2013 öffentlich verfügbar. LTE hat eine maximale Geschwindigkeit von 12,5 MB/s und ist abwärtskompatibel mit 3G und 2G). Außerdem ist LTE bei der Bandbreitenzuweisung viel flexibler, was zu weniger Überlastungen führt.

3GPP (3rd Generation Partnership Project) ist eine im Dezember 1998 gegründete Vereinbarung zwischen verschiedenen Telekommunikationsstandards. Ziel des 3GPP ist es, ein weltweit anwendbares technisches System und einen Bericht zu erstellen, der auf der Entwicklung der GSM-Netze der dritten Generation und der von ihnen verwendeten Funktechnologie basiert 3GPP-Arbeitsgruppen Zu den Aufgaben der 3GPP-Arbeitsgruppen gehören die Spezifikationen der Netzprotokolle und der Infrastruktur der 2G - 5G Netze (M2M, LTE M, NB-IOT).

HSUPA steht für High Speed Uplink Packet Access. In der Vergangenheit sind die Download-Geschwindigkeiten schnell angestiegen, aber der Upload blieb nach. Der Upload bei HSDPA beträgt nur 125 KB/s. Warum wurde HSUPA entwickelt? Aus diesem Grund wurde der HSUPA-Standard entwickelt, der ebenfalls eine Erweiterung von 3G ist. In diesem Standard wurde der maximale Upload auf 720 KB/s erhöht. 3G-Netze werden weiterhin im Rahmen des M2M-Dienstes angeboten.

HSDPA oder High-Speed Downlink Packet Access ist eine Erweiterung von 3G. Es ist auch als 3,5G bekannt. HSDPA ist ein Kommunikationsdienst mit einer Übertragungsgeschwindigkeit, die mindestens das Zehnfache der UMTS-Geschwindigkeit von 384 KB/s beträgt. 3G-Netze werden weiterhin im Rahmen des M2M-Dienstes angeboten.UMTS 3G (Universal Mobile Telecommunications System), oder 3G, gilt als Nachfolger von GSM/GPRS. UMTS ist die dritte Generation des Mobilfunks und ist nichts anderes als ein System von Vereinbarungen zwischen Anbietern verschiedener Mobilfunknetze. 3G-Netze werden weiterhin im Rahmen des M2M-Dienstes angeboten.

UMTS 3G (Universal Mobile Telecommunications System), oder 3G, gilt als Nachfolger von GSM/GPRS. UMTS ist die dritte Generation des Mobilfunks und ist nichts anderes als ein System von Vereinbarungen zwischen Anbietern verschiedener Mobilfunknetze. 3G-Netze werden weiterhin im Rahmen des M2M-Dienstes angeboten.

EDGE oder Enhanced Data Rates for GSM Evolution ist eine Erweiterung von GPRS für die Datenübertragung. Sie funktioniert in bestehenden GSM-Netzen. Es ist eine Erweiterung von GPRS und ermöglicht Geschwindigkeiten von bis zu 48 KB/s). EDGE wird auch 2,75G genannt, weil seine Geschwindigkeit zwischen GPRS (2,5G) und UMTS (3G) liegt. 2G- und 3G-Netze werden weiterhin im Rahmen des M2M-Dienstes angeboten.