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Unsere LoRaWAN-Lösung im Überblick
Ein zuverlässiges und leistungsstarkes LoRaWAN-Netzwerk ist die Basis für Ihren langfristigen Erfolg. Mit PHYSEC an Ihrer Seite begleiten wir Sie in jeder Phase – von der strategischen Planung über die Installation auf den Dächern Ihrer Stadt bis hin zur sicheren Netzabdeckung und laufenden Optimierung. Unsere Lösungen bieten Ihnen maximale Transparenz durch interaktive GIS-Dokumentation, höchste Effizienz dank präziser Expertensimulationen und nahtlose Skalierbarkeit mit SLA-Garantien. So stellen wir sicher, dass Ihr Netzwerk auch zukünftigen Anforderungen mühelos standhält.
LoRaWAN-Netzplanung: Überblick und Konzeptentwicklung zur Referenz
Schritt 1: Diese Leistung umfasst die Analyse und Bewertung der aktuellen Gateway-Standorte Ihres LoRaWAN-Netzes auf OSI-Layer 1. Durch Gespräche und Planungsmaßnahmen erfassen wir den IST-Zustand, beispielsweise die Erreichbarkeit von IoT-Geräten. Die Ergebnisse werden in einem detaillierten Bericht dokumentiert, um Transparenz und Nachvollziehbarkeit zu gewährleisten.
LoRaWAN-Netz Qualitätsbewertung und Qualitätssicherung
Unsere mehrstufige Vorgehensweise kombiniert datenbasierte Analysen mit praktischen Validierungen, um Transparenz zu schaffen und Optimierungspotenziale zu identifizieren.
Schritt 2: Im zweiten Schritt wird die Analyse um reale OSI-Layer 1-Daten sowie OSI-Layer 2-3 Protokolldaten (LoRaWAN) ergänzt. Dafür benötigen wir Zugriff auf den LoRaWAN Network Server (LNS) bzw. die LoRaWAN-MAC-Metadaten, um eine Ground Truth-KPI-Bewertung durchzuführen. Die Ergebnisse werden in einem detaillierten Bericht sowie interaktiven GIS-Dateien (.qgz) dokumentiert, um maximale Transparenz und Nachverfolgbarkeit zu gewährleisten.
Schritt 3: Basierend auf den Erkenntnissen aus Schritt 2 erfolgt eine Vor-Ort-Überprüfung und Validierung der Installationen und Konfigurationen. Dies umfasst insbesondere:
- LNS-Parameter
- Gateway-Konfigurationen
- Endgeräte und Serviceprofile (z. B. verwendete Frequenzbänder)
Um sicherzustellen, dass alle Komponenten den definierten Qualitätsstandards und Spezifikationen entsprechen, führen wir detaillierte Tests und Inspektionen durch. Dabei überprüfen wir insbesondere die Konnektivität, Leistung und Funktionsfähigkeit der Gateways. Grundlage für diese Überprüfung sind die vorherige Analyse der Gateway-Leistungsfähigkeit, Netzbewertungen hinsichtlich anormalem Verhalten sowie stichprobenartige Tests in Absprache mit Ihnen.
Wirtschaftlichkeitsanalyse Ihres LoRaWAN-Netzwerks
Schritt 4: Um den weiteren Netzausbau unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten und im Hinblick auf den Return on Investment (ROI) bewerten zu können, führen wir eine detaillierte Erreichbarkeitsanalyse der Netzabschnitte durch. Dabei betrachten wir insbesondere Bereiche, in denen LoRaWAN-fähige Endgeräte (z. B. Zähler) bereits installiert wurden oder in Zukunft ausgetauscht werden sollen.
Die Ergebnisse der Planung und Evaluierung werden in einem detaillierten Bericht sowie in QGIS-Daten dokumentiert, um eine transparente Nachverfolgbarkeit und fundierte Entscheidungsgrundlage für den weiteren Ausbau zu gewährleisten.
Ihre Vorteile auf einen Blick
Ein Beispiel aus der Praxis
In Gelsenkirchen haben wir ein LoRaWAN optimiert, das mehr als 200.000 Wasserzähler vernetzen soll.
Die Ergebnisse sprechen für sich:
- Paketverlustrate gesenkt: Von über 60% auf unter 20% – die Zuverlässigkeit der Datenübertragung wurde enorm gesteigert.
- Energieeffizienz verbessert: Die Zähler verbrauchen dank optimierter Konfiguration rund 20% weniger Energie.
- Betriebskosten reduziert: Durch eine präzise Gateway-Planung konnten die Betriebskosten nachhaltig gesenkt werden.
Mehr Details zu diesem Projekt finden Sie in unserem Blogbeitrag zur Erfolgsstory in Gelsenkirchen.
Schritte zum erfolgreichen LoRaWAN-Netzwerkaufbau
Der erfolgreiche Aufbau eines LoRaWAN-Netzwerks erfordert eine sorgfältige Planung und eine strukturierte Vorgehensweise. Mit den folgenden Schritten legen Sie den Grundstein für ein leistungsfähiges, sicheres und effizientes Netzwerk, das Ihre Anforderungen optimal erfüllt.
- Bedarfsanalyse und Zieldefinition:Ermitteln Sie die Anforderungen Ihrer Anwendung und legen Sie klare Ziele für das Netzwerk fest. Klären Sie, welche Daten gesammelt werden sollen und wie oft diese benötigt werden.
- Standortauswahl und Netzsimulation:Identifizieren Sie potenzielle Gateway-Standorte und bestimmen Sie die ideale Anbringungshöhe. Eine Netzsimulation, die topografische Gegebenheiten und Gebäudestrukturen berücksichtigt, liefert eine fundierte Basis für die optimale Platzierung.
- Hardware-Auswahl:Wählen Sie die geeigneten Gateways und Sensoren, die für Ihre spezifische Umgebung und Datenanforderungen passen. Achten Sie dabei auf Robustheit, Reichweite und Energieverbrauch.
- Installation und Konfiguration der Gateways:Installieren Sie die Gateways gemäß der Simulation und konfigurieren Sie diese für die Übertragung. Eine professionelle Installation und exakte Platzierung sind entscheidend für eine gute Netzwerkleistung.
- Schulung und Kompetenzaufbau im Team:Schulen Sie Ihre Mitarbeiter in der Wartung und Weiterentwicklung des Netzwerks, um langfristig selbstständig Anpassungen und Optimierungen vornehmen zu können.
- Testlauf und Netzoptimierung: Führen Sie Testläufe durch, um die Abdeckung und Stabilität zu überprüfen, und optimieren Sie das Netzwerk bei Bedarf. Lokale Anpassungen können notwendig sein, um eine bestmögliche Performance zu gewährleisten.
- Betrieb und Monitoring: Richten Sie ein Monitoring-System ein, um den Netzbetrieb dauerhaft zu überwachen und frühzeitig auf Abweichungen reagieren zu können.
- Wartung und kontinuierliche Verbesserung:Planen Sie regelmäßige Wartungsmaßnahmen und prüfen Sie fortlaufend, ob Optimierungen nötig sind, um den Netzaufbau nachhaltig und effizient zu gestalten.
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"Sichere Datenübertragung und Netzüberwachung per LoRaWAN"
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Anwendungsfälle für LoRaWAN
LoRaWAN ist eine äußerst vielseitige Technologie, die sich ideal für zahlreiche Anwendungen im Bereich des Internet of Things (IoT) eignet. In Städten ermöglicht sie die Vernetzung von Straßenbeleuchtung, Abfallmanagement und Parkplatzüberwachung, was zu einer effizienteren Ressourcennutzung und einer höheren Lebensqualität führt. In der Energie- und Wasserwirtschaft wird LoRaWAN erfolgreich für die Zählerfernauslesung von (Wasser-)Zählern, die Leckageerkennung und die Überwachung von Netzwerken eingesetzt, um einen sicheren und optimierten Betrieb zu gewährleisten.
Auch in der Industrie findet LoRaWAN breite Anwendung, beispielsweise für die Verfolgung von Assets, die vorausschauende Wartung und die Überwachung von Maschinen, wodurch Ausfallzeiten minimiert werden können. In der Landwirtschaft unterstützt die Technologie durch Bodenfeuchtemessung und Temperaturüberwachung eine präzisere und nachhaltigere Ressourcennutzung. Darüber hinaus wird LoRaWAN im Umweltmonitoring genutzt, etwa zur Messung von Luftqualität, Lärmbelastung oder Wasserständen, um frühzeitig auf Umweltveränderungen reagieren zu können.
Dank seiner Flexibilität, seiner hohen Reichweite und seines geringen Energieverbrauchs ermöglicht LoRaWAN maßgeschneiderte und zuverlässige Lösungen, die selbst in abgelegenen oder schwer zugänglichen Gebieten effizient eingesetzt werden können.
LoRaWAN einfach erklärt
LoRaWAN ist ein Netzwerkprotokoll für drahtlose, energieeffiziente Kommunikation über große Entfernungen. Es wird hauptsächlich für das Internet der Dinge (IoT) genutzt und ermöglicht die Verbindung von batteriebetriebenen Geräten wie Sensoren und Aktoren.
LoRa ist die zugrunde liegende Modulationstechnologie, die eine energieeffiziente und zuverlässige Datenübertragung ermöglicht. LoRaWAN baut darauf auf und ist ein Netzwerkprotokoll, das die Kommunikation zwischen Endgeräten und Gateways sowie die Datenverarbeitung in der Cloud regelt.
LoRaWAN ist weltweit verfügbar. In vielen Ländern gibt es öffentliche und private Netzwerke, die von Netzbetreibern oder Unternehmen angeboten werden. Alternativ können Sie ein eigenes LoRaWAN-Netzwerk einrichten.
Ein LoRaWAN-Gateway empfängt die Daten von Endgeräten (z. B. Sensoren) und leitet sie an einen Netzwerkserver weiter. Es dient als Brücke zwischen den drahtlosen Geräten und dem Internet.
Für ein funktionierendes LoRaWAN-Netzwerk benötigen Sie LoRaWAN-fähige Endgeräte, ein oder mehrere LoRaWAN-Gateways, einen Netzwerkserver und Internetzugang für das Gateway zur Kommunikation mit der Cloud.
LoRaWAN ermöglicht Anwendungen wie Fernüberwachung und -steuerung, Umwelt- und Wetterdatenerfassung, Smart-City-Lösungen, Industrieanwendungen und landwirtschaftliche Anwendungen.
Die Reichweite von LoRaWAN hängt von der Umgebung ab. In städtischen Gebieten sind es bis zu 5 km und in ländlichen oder offenen Gebieten bis zu 15 km oder mehr.
Eine LoRaWAN-Antenne ist ein entscheidender Bestandteil eines Gateways oder Endgeräts, der die Übertragung und den Empfang von LoRa-Funksignalen ermöglicht. Die Reichweite und die Signalqualität hängen stark von der Antenne ab.
LoRaWAN-Geräte senden Daten über LoRa-Funksignale an Gateways. Diese leiten die Daten an einen Netzwerkserver weiter, der sie verarbeitet und gegebenenfalls an eine Anwendung in der Cloud übermittelt.
Vorteile von LoRaWAN sind eine große Reichweite, geringer Energieverbrauch, niedrige Betriebskosten, Unterstützung für Millionen von Geräten und der offene Standard, der flexible Einsatzmöglichkeiten bietet.
LoRaWAN eignet sich besonders für Anwendungen mit geringer Datenmenge, batterie- oder solarbetriebene Geräte und den Einsatz in schwer zugänglichen oder weitläufigen Gebieten.
LoRaWAN bietet hohe Sicherheit durch AES-128-Verschlüsselung auf Geräte-, Netzwerk- und Anwendungsebene sowie getrennte Schlüsselverwaltung. Die Verbindung zum Applikationsserver ist standardmäßig nicht verschlüsselt, daher sollten zusätzliche Maßnahmen wie TLS eingesetzt werden. Mit bewährten Sicherheitspraktiken ist LoRaWAN eine sehr sichere Technologie.
Die Datenrate von LoRaWAN liegt je nach Entfernung zwischen Gerät und Gateway zwischen 0,3 kbps und 50 kbps. Es ist für kleine Datenmengen optimiert, nicht für hohe Bandbreiten.
Der Hauptunterschied zwischen LoRaWAN und NB-IoT liegt darin, dass LoRaWAN im lizenzfreien Spektrum arbeitet, eine große Reichweite bietet, kostengünstig ist und sich ideal für dezentrale Netzwerke eignet, während NB-IoT das lizenzpflichtige Spektrum nutzt, höhere Datenraten ermöglicht und eine bestehende Mobilfunkinfrastruktur erfordert.
Nein, LoRaWAN arbeitet mit niedriger Leistung und in lizenzfreien Frequenzbändern, was es sicher für Mensch und Umwelt macht.
Was unser Netzwerk sagt
Stadtwerke Göttingen IoTree
"Die Anbindung von fernauslesbaren Wärmemengenzählern an die IoTree® Plattform von PHYSEC ermöglichte uns eine deutliche Reduzierung der durchschnittlichen Vor- und Rücklauftemperaturen sowie des Volumenstroms unserer Fernwärmenetze. Diese Optimierungen führen zu hohen jährlichen Kosteneinsparungen."
Stadtwerke Göttingen
Stadtwerke Bochum Netz GmbH
"Bereits seit 2018 arbeiten und entwickeln wir uns zusammen mit PHYSEC im Bereich Internet of Things. Gemeinsam haben wir schnell und zuverlässig ein flächendeckendes LoRaWAN®-Netz innerhalb Bochums aufgebaut und nutzen die Datendrehscheibe IoTree® um empfangene Daten zu visualisieren und auszuwerten - ohne Kompromisse im Bereich der IT-Sicherheit einzugehen.“
Stadtwerke Bochum Netz GmbH
Stadtwerke Göttingen LoRaWAN
"Die IoTree®-Plattform bietet einen komfortablen Zugriff auf unsere LoRaWAN®-Daten. Durch die intuitive Bedienung, die vielfältigen Einstellungen und die Kartenfunktion haben wir jederzeit einen perfekten Überblick über unsere Geräte. So macht Arbeiten Spaß."
Stadtwerke Göttingen
Erfahren Sie mehr über unsere Leistungen
Entwickelt für Stadtwerke
PHYSEC verfügt über umfangreiche Erfahrungen bei der Sicherung von Vermögenswerten für Stadtwerke und kann die Herausforderungen der Branche effektiv angehen.
Produkt IoTree®
IoTree® ist eine erstklassige Software, die es Unternehmen ermöglicht, Daten aus der realen Welt zu sammeln und zu analysieren und so Prozesse zu optimieren.
Service Consulting
Wir verfügen über langjährige Erfahrung in der Unterstützung von Unternehmen bei der Digitalisierung ihrer Infrastrukturen und ihrer rechtlichen Rahmenbedingungen.
