Low Power Wide Area Energieverbrauch LPWAN im Upload und Download

Niedrigenergienetzwerke (Low-Power-Wide-Area-Networks, LPWAN) versprechen uns niedrige Kosten, geringen Energiebedarf und eine große Reichweite. Mit den LPWANs sind Anwendungen mit regelmäßigen, kleinen Datenmengen geplant. Wie steht es um den Energieverbrauch bei LoRaWAN, Sigfox und NB-IoT?

Die Reichweiten von LPWAN-Technologien bieten im Gegensatz zu WAN (GSM, UMTS, LTE) bis zu 20 dB mehr Linkbudget (dt. Leistungsträgerbilanz). Je höher das Linkbudget, desto weiter die Reichweite oder umso besser die Durchdringung der Wände. 10 dB Zugewinn bedeuten eine Verdopplung der Reichweite. Mit 20 dB erhalten wir eine zweifache Duplizierung. Aus zum Beispiel 1 km mit GPRS werden 4 km Entfernung mit NB-IoT. NB-IoT und LTE-M sind die neuen LPWAN-Technologien von Deutsche Telekom und Vodafone mit über 40.000 Basisstationen in Deutschland.

Die vereinfachten LPWAN-Funkprotokolle reduzieren die Komplexität im Hardware-Design und senken die Gerätekosten. Die große Reichweite in Kombination mit einer Sterntopologie verringert die Kosten für die Infrastruktur. Für NB-IoT und LTE-M reduzieren sich die Aufwände für die Antennensysteme auf 0 Euro, weil keine neuen errichtet werden müssen. Die Ausgaben für das Frequenzspektrum belaufen sich bei NB-IoT ebenfalls auf 0 Euro, wenn man auf die ungenutzte Frequenzlücke zwischen zwei LTE Bändern zurückgreift. All dies führt am Ende zu Kosten für die SIM-Karte von nur 1 bis 1,60 Euro pro Jahr.