LPWAN auf die Probe gestellt Wie zuverlässig sind Europas Kommunikationsnetzwerke?

Mehr als 148.000 zurückgelegte Kilometer in einem Monat: Das ist die Bilanz der Studie, die Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer IML mit ihren Partnern durchgeführt haben. Sie untersuchten damit die Netzabdeckung verschiedener Technologien entlang der befahrenen Routen.

Eine flächendeckende Verfügbarkeit ist zum Beispiel für IoT-Devices wichtig, die regelmäßig aktualisierte Sensordaten kommunizieren. In der Studie haben die Beteiligten jeweils fünf Tracker mit fünf verschiedenen Kommunikationstechnologien an insgesamt 50 EPAL-Europaletten befestigt. Diese haben sie anschließend über das Dachser-Logistikzentrum Dortmund in 24 EU-Staaten verschickt.

Verschiedene Tracker für verschiedene Netzwerke

Die Tracker nutzen jeweils unterschiedliche Kommunikationsnetzwerke. Darunter sind Funktechnologien wie LPWAN (Low Power Wide Area Network), von denen die Technologien NB-IoT, LTE-M und Sigfox betrachtet wurden. NB-IoT und LTE-M senden auf einer 5G-kompatiblen, lizenzierten Mobilfunkfrequenz, während Sigfox im lizenzfreien Frequenzspektrum funkt.

Zusätzlich untersuchten die Forscher die klassischen Mobilfunknetze der zweiten und dritten Generation (2G/3G). Die einzelnen Technologien unterscheiden sich unter anderem im Hinblick auf die Datenrate, den Frequenzbereich, den Energieverbrauch und die Reichweite.

Nach einem Monat kamen die Paletten wieder zum Fraunhofer IML zurück und die Forscher konnten die eingesetzten Technologien anhand von über zwei Millionen Datenübertragungen bewerten. „Die Studie zeigt, dass die klassischen Mobilfunknetze 2G und 3G europaweit noch die höchste Verfügbarkeit haben. Die Nachteile dieser Netze sind aber, dass sie teilweise abgeschaltet werden, weniger Zugriffe pro Funkzelle ermöglichen und einen höheren Energieverbrauch haben, sodass die Tracker weniger lange halten“, sagt Patrick Becker, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer IML.

Welches Netz für welche Anwendung?

Für moderne Logistikanwendungen mit vielen Sensordaten in kleinen Übertragungspaketen seien deshalb LPWAN-Netze geeigneter. Diese sind noch permanent im Ausbau, bieten heute aber teilweise schon eine flächendeckende Netzwerkverfügbarkeit.

Für logistische IoT-Anwendungen, die einen europaweiten kontinuierlichen Empfang benötigen, empfehlen die Forscher des Fraunhofer IML deshalb einen Verbund von LPWAN-Technologien (NB-IoT, LTE-M, Sigfox) und klassischem Mobilfunk (2G bis 4G). Nur so könne zum jetzigen Zeitpunkt eine europaweite Datenübertragung garantiert werden. Die Zukunft der Konnektivität von IoT-Devices liege dennoch klar bei den LPWAN-Technologien.