LPWA-Netzwerke (Low Power Wide Area) sind eine Klasse von drahtlosen Netzwerken, die für IoT-Anwendungen genutzt werden können, bei denen Mobilfunk möglicherweise keine Option ist oder bei denen die IoT-Anwendung bestimmte Anforderungen stellt, die besser zu LPWA-Netzwerken passen. Die Nutzung und die Konnektivität von LPWA-Netzwerken werden weiter zunehmen!
Mobilfunk-IoT-Netzwerke sind eine hervorragende Option für unzählige Anwendungsfälle im Internet der Dinge (IoT), doch manchmal sind nicht-mobilfunkbasierte Technologien erforderlich oder sogar vorzuziehen. Mit über 20 Jahren Erfahrung und mehr als 20 Millionen Verbindungen weltweit unterstützt KORE Unternehmen wie Stedin und eDevice dabei, LPWA und mobilfunkbasiertes IoT mit bewährten, zuverlässigen Lösungen auszubauen. KORE ist seit jeher Vorreiter im Bereich der LPWA- und Mobilfunk-IoT-Konnektivität und unterstützt Innovatoren aus verschiedenen Branchen mit modernster Technologie und umfassender globaler Abdeckung.
Vorteile von LPWA-Netzwerken
LPWA-Funknetze nutzen Funkmodems mit geringem Stromverbrauch und großer Reichweite, um mit IoT-Geräten zu kommunizieren, wenn bestehende Mobilfunkdienste entweder nicht verfügbar sind oder eine schlechte Netzabdeckung aufweisen, wie zum Beispiel:
- Ländliche Gebiete
- Bestimmte Gebäude
- Wenn Umweltbelange oder staatliche Vorgaben eine Mobilfunkverbindung nicht zulassen
- Abgelegene Orte mit schlechter Netzabdeckung
- Schwer zugängliche Gebiete, die die Errichtung von Mobilfunkmasten erschweren
LPWA-Netzwerke eignen sich auch für Anwendungen, die Batterien mit geringem Stromverbrauch erfordern, wie beispielsweise Smart-Home-Geräte und Wearables.
Zudem können diese Netzwerke genutzt werden, wenn andere Verbindungsarten zu teuer oder unpraktisch sind. Sie können beispielsweise vorzuziehen sein, wenn Sie Daten über große Entfernungen übertragen möchten, ohne dass dabei hohe Kosten durch herkömmliche Netzwerke wie 4G LTE oder WLAN-Hotspots (die nur über begrenzte Kapazitäten verfügen) entstehen.
Viele LPWA-Netze nutzen lizenzfreie Frequenzen und benötigen daher keine Lizenz der FCC (Federal Communications Commission), wie dies bei Mobilfunkbetreibern der Fall ist – das bedeutet, dass keine teuren Frequenzlizenzen oder eine komplexe Netzinfrastruktur mit Sendemasten und Basisstationen in ganzen Städten erforderlich sind.
Verschiedene LPWANs weisen unterschiedliche Reichweiten und Datenübertragungsraten auf und eignen sich besser für unterschiedliche Arten von Smart-Geräten. Die Reichweite und die Datenübertragungsraten der einzelnen LPWAN variieren. So hat beispielsweise LoRaWAN eine größere Reichweite als Sigfox, kann jedoch nur mit einer maximalen Geschwindigkeit von 880 Bit pro Sekunde (bps) übertragen.
Die vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten von LPWA-Netzwerken
LPWA-Netzwerke können genutzt werden, um energiesparende Geräte (z. B. intelligente Kameras), Sensoren und Zähler untereinander sowie mit dem Internet zu verbinden. Dank ihrer großen Reichweite können Geräte über weite Gebiete hinweg miteinander verbunden werden, selbst wenn Hindernisse wie große Gebäude im Weg stehen oder sich die Geräte unter der Erde befinden.
Einer der Hauptvorteile der LPWA-Technologie ist ihr im Vergleich zu anderen Netzwerktypen, wie Mobilfunknetzen oder WLAN, sehr geringer Stromverbrauch. Dadurch eignet sie sich ideal für den Einsatz in IoT-Anwendungen, bei denen die Batterielebensdauer ein wichtiger Faktor für die Konzeption und den Betrieb der Geräte ist.
Diese Netzwerke kommen in vielen verschiedenen Branchen zum Einsatz, darunter im Energiesektor, im Gesundheitswesen und in der Landwirtschaft. Low-Power-Wide-Area-Netzwerke haben aufgrund ihres geringen Energieverbrauchs und ihrer großen Reichweite einen Vorteil gegenüber herkömmlichen drahtlosen Netzwerken. Im Energiesektor hat der niederländische Netzbetreiber Stedin über 1,7 Millionen intelligente Stromzähler unter Verwendung von „ LTE-M“ und der „ eSIM “-Technologie von KORE installiert. Diese groß angelegte Implementierung unterstützt lange Lebenszyklen der Geräte, ermöglicht die Fernverwaltung und verbessert die Netzzuverlässigkeit durch die Erkennung von Störungen und die Eindämmung von Strombetrug – und sichert gleichzeitig die Konnektivität für die Zukunft ab, auch wenn Netzwerke außer Betrieb genommen werden.
Lesen Sie mehr dazu in der Fallstudie.
Die verschiedenen Arten von LPWA-Netzwerken
Das erste LPWA-Netz wurde 2012 von Sigfox in Betrieb genommen, und seitdem hat sich in diesem Bereich viel getan.
Sigfox war das erste eingesetzte LPWA-Netzwerk, und seitdem hat es in diesem Bereich zahlreiche Entwicklungen gegeben. Auf Sigfox folgten die „ LoRaWAN “-Netzwerke, die von der „ LoRa “-Allianz betrieben werden. LoRA steht für „Low Power and Long Range“ und nutzt das lizenzfreie Frequenzspektrum. Kunden können ihr eigenes „ LoRaWAN “-Netzwerk einrichten oder ein öffentliches „ LoRaWAN “-Netzwerk nutzen. „LoRa “ ist eine der beliebtesten LPWA-Technologien und wird über das „ LoRaWAN “-Protokoll umgesetzt. Während sich LPWA auf die breitere Kategorie der Low-Power-Wide-Area-Netzwerke bezieht, ist „ LoRaWAN “ ein spezifischer Standard, der die „ LoRa “-Modulation nutzt, um eine weitreichende Kommunikation mit geringem Stromverbrauch zu ermöglichen.
Die nächste Generation von LPWA ist „LTE-M“(Cat M1) sowie „ NB-IoT “, die Übertragungsraten von bis zu 500 kbit/s ermöglichen. Diese Netze arbeiten im lizenzierten Frequenzbereich und werden von Mobilfunkbetreibern angeboten.
NB-IoT ist ein 4G-Standard, der auf „ LTE “ Cat M1 aufbaut, das es bereits seit 2016 gibt. Beide Standards sind für den Einsatz in weitreichenden Netzwerken mit geringem Stromverbrauch konzipiert.
Darüber hinaus wurden weitere LPWA-Technologien für speziellere Anwendungsfälle oder bestimmte Regionen entwickelt. Dazu gehören:
- MIoTy, konzipiert für den großflächigen industriellen Einsatz
- Weightless, ein offener Standard, der stromsparende Kommunikation über große Entfernungen unterstützt
- Wi-SUN, das häufig in intelligenten Versorgungssystemen und der öffentlichen Infrastruktur zum Einsatz kommt
- Wize, basierend auf Wireless M-Bus und im Bereich der Wasser- und Gasmessung eingesetzt
- DASH7, eingesetzt in der Logistik und zur Nachverfolgung von Lieferketten
- RPMA, das eine flächendeckende Versorgung in dicht besiedelten städtischen Gebieten ermöglicht
- ELTRES, von Sony für die Fernkommunikation mit hohen Geschwindigkeiten entwickelt
- Wi-Fi HaLow (802.11ah), eine energiesparende Wi-Fi-Variante mit größerer Reichweite
Diese Optionen sind zwar nicht so weit verbreitet wie LoRaWAN, Sigfox, NB-IoT oder LTE-M, erfüllen jedoch je nach Umgebung oder Anwendungsfall spezifische Anforderungen.
Mobilfunkbasiertes vs. nicht-mobilfunkbasiertes LPWA
Mobilfunk-LPWA-Netze
So funktionieren sie: Mobilfunk-LPWA-Netze wie „NB-IoT “ (Narrowband IoT) und „ LTE-M“ (LTE Cat-M1) nutzen die bestehende Mobilfunkinfrastruktur, d. h. sie greifen auf Mobilfunkmasten, Basisstationen und Protokolle zurück, die für Mobilfunknetze entwickelt wurden.
Anwendungsfälle: Da sie vom Netzbetreiber gesteuert werden, bieten sie zuverlässige Funktionen wie Geräteverwaltung, Abrechnung und Support, wodurch sie sich ideal für geschäftskritische Anwendungen wie Flottenmanagement, intelligente Verbrauchsmessungund Bestandsverfolgung eignen. Mobilfunk-LPWA-Netze ermöglichen zudem globales Roaming, wodurch sie für internationale Einsätze geeignet sind.
Netzabdeckung: Dank der weltweiten Reichweite der Mobilfunkbetreiber bieten diese Netzwerke eine umfassende Netzabdeckung, insbesondere in städtischen Gebieten. Sie basieren auf Mobilfunkstandards, was eine Integration in die bestehende Mobilfunkinfrastruktur ermöglicht und ein hohes Maß an Sicherheit, Skalierbarkeit und Zuverlässigkeit gewährleistet.
Vorteile: Zu den wichtigsten Vorteilen von zellularen LPWA-Netzen zählen eine flächendeckende Versorgung sowohl in städtischen als auch in ländlichen Gebieten sowie ein hohes Maß an Sicherheit aufgrund der vom Betreiber kontrollierten Infrastruktur.
Nachteile: Im Vergleich zu nicht-mobilfunkbasierten Netzwerken können sie höhere Kosten verursachen, da sie ein Abonnement bei einem Mobilfunkbetreiber erfordern, einschließlich SIM-Karten und der damit verbundenen Gebühren. Diese Netzwerke weisen zudem tendenziell einen etwas höheren Stromverbrauch auf als nicht-mobilfunkbasierte LPWA-Netzwerke, der jedoch immer noch deutlich niedriger ist als bei herkömmlichen Mobilfunknetzen. Da Mobilfunknetze zudem von Mobilfunkbetreibern abhängig sind, kann es in bestimmten abgelegenen Regionen, in denen die Netzabdeckung lückenhaft ist oder ganz fehlt, zu Einschränkungen kommen.
Erläuterung: LPWA vs. LTE
Es handelt sich hierbei nicht um gegensätzliche Netzwerktypen, vielmehr lässt sich die LPWA-Netzwerktechnologie auf „ LTE “-Netzwerke anwenden. Herkömmliche „ LTE “-Netzwerke bieten Hochgeschwindigkeits-Daten- und Sprachdienste für Telefone. „LTE-M“ und „ NB-IoT “ sind LPWA-Technologien, die für IoT-Geräte mit geringem Stromverbrauch und geringer Bandbreite entwickelt wurden, die jedoch auch einen hohen Durchsatz ermöglichen, beispielsweise bei umfangreichen Datenübertragungen. Sie bieten eine längere Akkulaufzeit und eine bessere Netzabdeckung, weisen jedoch geringere Datenübertragungsgeschwindigkeiten auf. Erfahren Sie hier mehr über den Unterschied zwischen „ LTE-M“ und „ NB-IoT “.
So hat beispielsweise der Gesundheitsdienstleister eDevice in Zusammenarbeit mit KORE Lösungen zur Fernüberwachung von Patienten auf Basis von „ LTE-M“ bereitgestellt. Diese Implementierung erforderte eine sichere und zuverlässige Konnektivität, um die strengen US-amerikanischen Standards im Gesundheitswesen zu erfüllen, und zeigt, wie zelluläres LPWA hochkonforme, geschäftskritische Anwendungen unterstützen kann.
Lesen Sie mehr dazu in der Fallstudie.
Nicht-zelluläre LPWA-Netzwerke
So funktionieren sie: Nicht-Mobilfunk-basierte LPWA-Netzwerke wie „LoRaWAN “, „Sigfox“ und „Weightless“ arbeiten unabhängig von der Mobilfunkinfrastruktur und nutzen in der Regel nicht lizenzierte Frequenzbereiche oder private Netzwerke.
Anwendungsfälle: IoT-Anwendungen, die Verbindungen mit großer Reichweite und geringem Stromverbrauch erfordern, wie beispielsweise Smart-City-Infrastruktur, industrielle Automatisierung oder die Verfolgung von Vermögenswerten. Sie ermöglichen insbesondere eine energieeffiziente Kommunikation und Kurzstreckenverbindungen zwischen Basisstationen oder Zugangspunkten ohne Betreiberdienste. Die Nutzung nicht lizenzierter Frequenzbereiche ermöglicht eine flexiblere und kostengünstigere Bereitstellung, insbesondere in privaten Netzwerken.
Reichweite: Die Reichweite in nicht-mobilfunkbasierten LPWA-Netzwerken kann je nach Infrastruktur auf bestimmte Regionen beschränkt sein. In Gebieten, in denen diese Netzwerke jedoch eingesetzt werden – beispielsweise in ländlichen oder abgelegenen Regionen –, können sie mit minimalem Infrastrukturaufwand große geografische Gebiete abdecken und so die Kosten für die Konnektivität senken. Sie kommen häufig in den Bereichen intelligente Landwirtschaft, Smart Cities und Umweltüberwachung zum Einsatz, wo kostengünstige Kommunikation über große Entfernungen von entscheidender Bedeutung ist.
Vorteile: Der Hauptvorteil nicht-zellulärer LPWA-Netzwerke liegt in ihren geringeren Kosten, die sich aus der Nutzung nicht lizenzierter Frequenzbereiche und der Unabhängigkeit von Mobilfunkbetreibern ergeben. Außerdem sind sie äußerst energieeffizient und eignen sich daher ideal für batteriebetriebene IoT-Geräte, die über längere Zeiträume in Betrieb sein müssen.
Nachteile: Nicht-mobilfunkbasierte LPWA-Netzwerke können unter einer begrenzten Abdeckung leiden, insbesondere in dünn besiedelten oder unterversorgten Gebieten, da die Netzinfrastruktur nicht so flächendeckend ist wie die von Mobilfunknetzen. Darüber hinaus kann die Sicherheit ein Problem darstellen, da nicht-mobilfunkbasierte Netzwerke in der Regel nicht über die robusten Verschlüsselungs- und Sicherheitsfunktionen verfügen, die von Betreibern kontrollierte Mobilfunknetze bieten. Diese Netzwerke haben zudem eine begrenzte globale Reichweite und erfordern möglicherweise mehrere, regionsspezifische Implementierungen, um eine breitere Abdeckung zu erreichen.
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Aktualisiert am 12. September 2025.