Die Langstrecken-IoT-Revolution: Wie LoRaWAN smarte Städte und landwirtschaftliche Betriebe transformiert

• Bis Mitte 2024 waren weltweit über 350 Millionen LoRaWAN-Geräte und -Sensoren verbunden, mit Prognosen, dass diese Zahl bis 2030 auf über 3,5 Milliarden steigen wird.
• Die LoRa Alliance wurde 2015 gegründet, LoRaWAN wurde Ende 2021 offiziell als globaler ITU-Standard anerkannt, und das Ökosystem umfasst über 500 Mitgliedsunternehmen.
• LoRaWAN verwendet eine Stern-von-Sternen-Topologie, bei der Endgeräte Daten an Gateways senden, die diese an einen zentralen Netzwerkserver weiterleiten, und jedes Gateway in Reichweite kann Übertragungen von einem Gerät empfangen.
• LoRaWAN ermöglicht eine extrem große Reichweite und einen niedrigen Energieverbrauch, wobei Gateways Signale in dicht besiedelten Städten aus 2–3 km Entfernung empfangen, in ländlichen Gebieten über 15 km, bis zu 48 km (30 Meilen) Sichtverbindung unter Idealbedingungen, und eine typische Batterielaufzeit von 5–10 Jahren pro Sensor.
• LoRaWAN arbeitet in unlizenzierten ISM-Bändern (z. B. 868 MHz in Europa und 915 MHz in Nordamerika) mit regionalen Vorschriften wie dem 1%-Duty-Cycle-Limit in Europa, was private Netzwerke und Gateway-Kosten von wenigen hundert Dollar ermöglicht.
• In Montevideo, Uruguay, sind 70.000 LoRaWAN-verbundene Straßenlaternen auf 200 km2 installiert, um den Energieverbrauch um bis zu 80 % zu senken.
• In Opelika, Alabama, decken sieben LoRaWAN-Antennen ein Gebiet von 52 Quadratmeilen ab, um Sensoren entlang von Bahngleisen und anderer städtischer Infrastruktur mit minimalen Gateways zu vernetzen.
• Auf landwirtschaftlichen Betrieben unterstützen LoRaWAN-Bodenfeuchte- und Klimasensoren in Australien die Steigerung der Wassereffizienz und Erträge, während europäische Weinberge und Château Kefraya im Libanon Rebsensoren und Bodenüberwachung für die Optimierung der Bewässerung einsetzen.
• Bis 2024 wurde LoRaWAN-Connectivity aus dem All von mindestens drei Unternehmen angeboten, darunter Lacuna Space und Wyld Networks, die Satelliten in LoRaWAN-Gateways verwandeln.
• Konvergenz und Interoperabilität schreiten voran, mit Sigfox-Betreibern, die 2023 über UnaBiz der LoRa Alliance beigetreten sind, und laufenden Bemühungen um IPv6 über LoRaWAN sowie einer Regulatory Working Group zur Koordination von Spektrum und Compliance.

Eine stille Revolution in der Konnektivität von Stadt & Land

Stellen Sie sich Straßenlaternen vor, die sich automatisch anpassen, um Energie zu sparen, oder Felder, die den Landwirten mitteilen, wann sie Wasser benötigen – alles über ein drahtloses Netzwerk, das sich über Meilen erstreckt und mit winzigen Batterien jahrelang betrieben wird. Das ist das Versprechen von LoRaWAN (Long Range Wide Area Network), einer stromsparenden IoT-Netzwerktechnologie, die leise intelligente Städte und smarte Landwirtschaft weltweit antreibt. In den letzten Jahren hat sich LoRaWAN als führende Plattform für das Internet der Dinge (IoT) etabliert, mit über 350 Millionen weltweit verbundenen Geräten und Sensoren bis Mitte 2024 lora-alliance.org. Branchenexperten prognostizieren, dass LoRaWAN bis 2030 dazu beitragen wird, stromsparende IoT-Verbindungen auf über 3,5 Milliarden zu steigern und damit ein wirklich „massives IoT“ im globalen Maßstab zu ermöglichen lora-alliance.org. Dieser Bericht beleuchtet, wie LoRaWAN funktioniert, warum es Vorteile gegenüber anderen Technologien hat und wie es von Stadtstraßen bis zu ländlichen Feldern eingesetzt wird – und dabei Verkehr, Abfallmanagement, Bewässerung, Viehüberwachung und mehr transformiert.

„LoRaWAN hat seine Position als grundlegende und marktführende LPWAN-Technologie gefestigt… Wir machen Massive IoT zur Realität und skalieren die Implementierungen rasant.“ – Alper Yegin, CEO der LoRa Alliance (2024) lora-alliance.org

Was ist LoRaWAN? Architektur & Hauptmerkmale

LoRaWAN ist ein offenes Protokoll und eine Netzwerkarchitektur, die für die Verbindung von energieeffizienten, weitreichenden Geräten mit dem Internet entwickelt wurde. Es baut auf LoRa (Abkürzung für „Long Range“), einer von Semtech entwickelten drahtlosen Funkmodulationstechnologie, auf. Einfach ausgedrückt ist LoRa die spezielle Funkübertragungsmethode – unter Verwendung der Chirp Spread Spectrum Modulation –, die es winzigen Geräten ermöglicht, Daten über mehrere Kilometer zu senden und dabei nur minimal Energie zu verbrauchen tektelic.com. LoRaWAN ist das Kommunikationsprotokoll und die Systemarchitektur, die auf LoRa-Funk aufsetzt und definiert, wie Geräte dem Netzwerk beitreten, wie Daten verschlüsselt werden und wie Netzwerkserver die Daten verwaltenstatetechmagazine.com.

Netzwerkarchitektur: LoRaWAN verwendet eine Stern-von-Sternen-Topologie. Kleine drahtlose Sensoren („Endknoten“) im Feld senden Daten per LoRa-Funk an nahegelegene Gateways (auch Basisstationen genannt). Diese Gateways sind einfache Relaisgeräte – sie leiten die Sensordaten über das Internet oder eine andere Backhaul-Verbindung an einen zentralen Netzwerkserver statetechmagazine.com weiter. Der Netzwerkserver authentifiziert Geräte, filtert doppelte Pakete heraus und leitet die Daten an die entsprechenden Anwendungsserver weiter, die die Informationen nutzen (zum Beispiel ein Smart-City-Dashboard oder eine Bewässerungssteuerungs-App für Landwirte). Diese Architektur ermöglicht es einem einzigen Gateway, tausende Geräte zu verwalten, und mehrere Gateways können mit integrierter Redundanz iotforall.com überlappende Abdeckung bieten. Wichtig ist, dass LoRaWAN-Geräte sich nicht mit einem einzelnen festen Gateway verbinden – stattdessen kann die Übertragung jedes Geräts von jedem LoRaWAN-Gateway in Reichweite empfangen werden, was die Chancen auf eine erfolgreiche Übertragung maximiert und eine großflächige Abdeckung ermöglicht.

Niedriger Stromverbrauch und große Reichweite: Wie der Name schon sagt, ist LoRaWAN für eine extrem große Reichweite und einen niedrigen Stromverbrauch optimiert. Dank der hochsensiblen Empfänger von LoRa kann ein LoRaWAN-Gateway Sensorsignale von Geräten aus vielen Kilometern Entfernung empfangen – bis zu 2–3 km in dicht bebauten städtischen Gebieten (mit Gebäuden) und 15 km oder mehr in ländlichen, offenen Gebieten statetechmagazine.com, atomsenses.com. Unter idealen Bedingungen berichtet Semtech von LoRa-Verbindungen über 30 Meilen (48 km) Sichtverbindung in ländlichen Gegenden statetechmagazine.com. Das übertrifft die Reichweite von WLAN oder Bluetooth und sogar der meisten Mobilfunksignale deutlich und ermöglicht stadtweite oder landwirtschaftliche Flächendeckung mit nur wenigen Gateways. Gleichzeitig verbrauchen LoRaWAN-Geräte sehr wenig Energie: Sie befinden sich die meiste Zeit im Schlafmodus und wachen nur auf, um kleine Datenpakete zu senden. Ein typischer batteriebetriebener LoRaWAN-Sensor kann 5 bis 10 Jahre mit einer einzigen Batterie betrieben werden tektelic.com – ein entscheidender Vorteil für Anwendungen wie entfernte Feldsensoren oder Parkuhren, bei denen ein häufiger Batteriewechsel unpraktisch wäre.

Offener Standard und Sicherheit: LoRaWAN ist ein offener Standard, der von der LoRa Alliance (einer gemeinnützigen Industriegruppe mit über 500 Mitgliedsunternehmen) gepflegt wird. Tatsächlich wurde LoRaWAN Ende 2021 offiziell von der Internationalen Fernmeldeunion (ITU) als globaler Standard anerkannt iotforall.com, was die internationale Verbreitung unterstreicht. Das Protokoll verfügt über integrierte Sicherheit durch Ende-zu-Ende-AES-128-Verschlüsselung für alle Nachrichten sowie Geräteauthentifizierung, um Spoofing zu verhindern statetechmagazine.com. Es unterstützt außerdem wichtige IoT-Anforderungen wie bidirektionale Kommunikation (damit Geräte sowohl Sensordaten senden als auch Befehle empfangen können) und Gerätemobilität und Lokalisierungsdienste (z. B. das Verfolgen des ungefähren Standorts von Assets über Funksignale) statetechmagazine.com. Diese Funktionen machen LoRaWAN für eine Vielzahl von IoT-Szenarien geeignet und sorgen gleichzeitig für Datensicherheit.

Unlizenziertes Spektrum: LoRaWAN arbeitet in unlizenzierten ISM-Bändern – demselben freien Spektrum, das auch von WLAN oder Garagentoröffnern genutzt wird – typischerweise im Sub-GHz-Bereich, der sich gut ausbreitet. Übliche Bänder sind 868 MHz in Europa, 915 MHz in Nordamerika und ähnliche Bereiche in Asien und anderswo statetechmagazine.com. Da es unlizenziert ist, kann jeder ein LoRaWAN-Netzwerk ohne den Kauf von Spektrumslizenzen einrichten. Verschiedene Regionen haben Vorschriften für die Übertragung (zum Beispiel begrenzt Europa den Duty Cycle von Geräteübertragungen auf 1 %, um Überlastung zu vermeiden). LoRaWAN passt sich über regionale Parameter an, um lokale Vorschriften einzuhalten, und die LoRa Alliance arbeitet mit Regulierungsbehörden zusammen, um die Spektrumnutzung zu harmonisieren – und erweitert LoRaWAN sogar auf neue Bereiche wie Satelliten-IoT-Verbindungen (Nutzung von Satelliten als LoRaWAN-Relais) durch Koordination des Spektrums für nicht-terrestrische Netzwerke lora-alliance.org.

Wie LoRaWAN im Vergleich zu anderen IoT-Technologien abschneidet

LoRaWAN gehört zur Klasse der Low Power Wide Area Networks (LPWANs), zusammen mit Alternativen wie Sigfox, NB-IoT/LTE-M (zellular IoT) und anderen. Was macht LoRaWAN besonders?

• Ultra-große Reichweite: Im Vergleich zu drahtlosen Kurzstreckentechnologien (WLAN, Zigbee, Bluetooth) ist die Reichweite von LoRaWAN um Größenordnungen größer. Ein einziges LoRaWAN-Gateway kann eine ganze Stadt oder Dutzende Quadratkilometer abdecken statetechmagazine.com, während WLAN oder Zigbee vielleicht ein Gebäude oder einen Block abdecken. Selbst zellulares IoT (NB-IoT) ist typischerweise durch die Platzierung von Mobilfunkmasten begrenzt; LoRaWAN ermöglicht es jedem, eine Langstrecken-Basisstation überall dort zu installieren, wo sie benötigt wird. Das macht es ideal für weitläufige Einsätze wie auf Bauernhöfen und in großen Städten, wo eine gleichmäßige Abdeckung benötigt wird, einschließlich unterirdischer oder schwer erreichbarer Orte, die Mobilfunknetze möglicherweise nicht abdecken iotforall.com. Die starke Signalpenetration von LoRa erreicht Sensoren in Kellern, Schächten oder dichten Gebäuden, mit denen Netzwerke mit höheren Frequenzen Schwierigkeiten haben iotforall.com.
• Niedriger Stromverbrauch = Lange Batterielaufzeit: LoRaWAN-Geräte sind für einen sparsamen Energieverbrauch optimiert. Sie senden mit niedrigen Bitraten und befinden sich größtenteils im Schlafmodus. Dies führt zu einer Batterielebensdauer von bis zu einem Jahrzehnt im Einsatz tektelic.com. Im Gegensatz dazu verbrauchen zellulare Module (selbst NB-IoT) oft mehr Energie aufgrund von Netzwerk-Overhead, und Kurzstreckenfunk wie WLAN ist für einen mehrjährigen Batteriebetrieb völlig unpraktisch. Eine Analyse ergab, dass LoRaWAN-Sensoren eine 3- bis 7-mal bessere Batterielaufzeit bieten als vergleichbare LPWAN-Alternativen iotforall.com. Eine längere Batterielaufzeit führt direkt zu geringeren Wartungskosten – ein entscheidender Faktor beim Einsatz von Tausenden von Sensoren. Wie es ein CIO einer Smart City ausdrückte: „Wir wollen nicht, dass dies heute ein glänzendes Ding und morgen eine Last ist“ in Bezug auf die Wartung iotforall.com – ein Kriterium, bei dem die geringen Wartungsanforderungen von LoRaWAN glänzen.
• Kosteneffiziente Bereitstellung: Da LoRaWAN im freien Spektrum arbeitet und die Netzwerkinfrastruktur (Gateways und Server) vom Nutzer oder einem Dritten betrieben werden kann, sind die Kosten sehr flexibel. Eine Stadt oder ein Landwirt kann ihr eigenes privates LoRaWAN-Netzwerk relativ günstig aufbauen (ein Gateway-Gerät kostet nur ein paar Hundert Dollar) oder einen der vielen öffentlichen LoRaWAN-Netzwerkdienste abonnieren. Es ist kein teures lizenziertes Spektrum oder ein Mobilfunkabonnement für jedes Gerät erforderlich. Im Vergleich zu Cellular IoT bietet LoRaWAN „flexible, kostengünstige Netzwerkinstallationen“ und die Freiheit, private, gemeinschaftliche oder hybride Netzwerke nach Bedarf aufzubauen iotevolutionworld.com, iotforall.com. Tatsächlich unterstützt LoRaWAN Roaming und die Verbindung zwischen Netzwerken, sodass Geräte nahtlos zwischen privater und öffentlicher Abdeckung wechseln können iotforall.com. Diese Flexibilität fördert Wettbewerb und Innovation – wie die LoRa Alliance anmerkt, hat der offene Standard ein großes Ökosystem von Anbietern geschaffen und hilft Städten, eine Anbieterbindung zu vermeiden iotforall.com.
• Datenraten im Vergleich zu Alternativen: LoRaWANs Kompromiss für große Reichweite ist niedriger Datendurchsatz – typischerweise nur 0,3 kbps bis etwa 50 kbps, abhängig von den Funkeinstellungen (Spreading Factor). Es ist ausgelegt für kleine, seltene Datenpakete wie Sensormesswerte, nicht für Videostreaming oder Hochgeschwindigkeitsdaten. Dies ist in Bezug auf den Durchsatz ähnlich wie bei Sigfox und NB-IoT. Allerdings unterstützt LoRaWAN adaptive Datenraten und bietet sogar eine gewisse Ortungsfähigkeit ohne GPS (durch Messung der Signallaufzeiten über mehrere Gateways). Technologien wie Sigfox sind ultra-schmallbandig und streng in der Nachrichtenanzahl begrenzt, während LoRaWAN flexiblere Nachrichtenplanung und größere Nutzlasten erlaubt. Im Vergleich zu 5G oder Wi-Fi konkurriert LoRaWAN nicht in Sachen Geschwindigkeit – es punktet bei Reichweite, Energieeffizienz und Einfachheit für IoT-Aufgaben.

Zusammenfassend ist LoRaWAN oft das richtige Werkzeug für große Sensornetzwerke, die weite Gebiete kostengünstig und mit minimalem Stromverbrauch abdecken müssen. „LoRaWAN bietet eine Vielzahl von Vorteilen gegenüber konkurrierenden IoT-Technologien wie Mobilfunk, Wi-Fi und Bluetooth“, merkt ein IoT-Analyst an und verweist auf die große Reichweite, Energieeffizienz, niedrige Kosten und Sicherheit iotevolutionworld.com. Es ist kein Ersatz für Hochgeschwindigkeitsnetzwerke, aber um tausende verteilte Dinge zu verbinden – Sensoren in Smart Cities, Zähler, Tracker, landwirtschaftliche Überwachungsgeräte – trifft LoRaWAN einen Sweet Spot, den nur wenige andere erreichen.

Smart-City-Anwendungen: LoRaWAN im urbanen Leben

In modernen Smart Cities hat sich LoRaWAN als bevorzugte Lösung etabliert, um städtische Infrastrukturen und Dienstleistungen zu vernetzen. Die Fähigkeit, ganze Gemeinden mit minimaler Ausrüstung und Budget abzudecken, macht es ideal für Kommunen, die mehr mit Daten erreichen wollen. Ein Branchenbericht von Beecham Research aus dem Jahr 2024 hebt LoRaWAN als „kosteneffiziente, skalierbare und nachhaltige Konnektivität“ für Smart Cities hervor und adressiert Herausforderungen wie Verschmutzung, Verkehrsstaus, Abfallmanagement und Energieeffizienz telconews.in. Sehen wir uns an, wie LoRaWAN diese Anwendungsfälle ermöglicht:

• Intelligente Straßenbeleuchtung: Städte auf der ganzen Welt rüsten auf intelligente Straßenlaternen um, die sich den Bedingungen anpassen – sie dimmen bei geringem Verkehrsaufkommen, melden Störungen und sparen Energie. LoRaWAN eignet sich hervorragend zur Steuerung von Tausenden von Straßenlampen, die über eine Stadt verteilt sind. Zum Beispiel setzt Montevideo, Uruguay eines der weltweit größten LoRaWAN-Projekte für intelligente Straßenbeleuchtung um und verbindet 70.000 Straßenlaternen auf einer Fläche von 200 km² actility.com. In Montevideo wurde LoRaWAN aufgrund der niedrigen Gesamtkosten, der sicheren Abdeckung und der langen Batterielebensdauer der Controller ausgewählt actility.com. Die neuen Lampen sollen den Energieverbrauch um bis zu 80 % senken und ein stadtweites LoRaWAN-Netzwerk schaffen, das auf andere Dienste ausgeweitet werden kann actility.comactility.com. In Indien und im Nahen Osten hat Tata Communications in ähnlichen Smart-City-Initiativen Hunderttausende von Straßenlaternen über LoRaWAN vernetzt talkingiot.io. Durch den Einsatz von drahtloser Kommunikation mit großer Reichweite müssen Städte keine Kabel zu jeder Lampe verlegen oder auf Mobilfunk für die Konnektivität setzen – einige wenige Gateways auf Türmen oder Gebäuden können eine ganze Metropole mit Licht steuern. Der Vorteil sind enorme Energieeinsparungen (ein Bericht schätzt, dass intelligente Straßenbeleuchtung weltweit Städten 15 Milliarden Dollar an Versorgungskosten einsparen könnte, indem sie die Dauerbeleuchtung ersetzt iotforall.com) und proaktive Wartung, da jede Lampe melden kann, ob sie funktioniert oder ob eine Glühbirne defekt ist.
• Intelligente Abfallwirtschaft: Auch die öffentlichen Mülleimer und Container, die Sie in Städten sehen, können mit LoRaWAN intelligenter werden. Drahtlose Füllstandssensoren können die städtischen Abfallwirtschaftsämter benachrichtigen, wenn Behälter fast voll sind, sodass Müllwagen ihre Abholrouten optimieren und überfüllte Behälter vermeiden können. Dies wurde erfolgreich in Ländern wie den Niederlanden erprobt – in niederländischen Städten signalisieren „smarte Mülleimer“ mit LoRaWAN-Sensoren, wann sie geleert werden müssen, sodass Müllfahrzeuge halbleere Behälter überspringen und unnötige Fahrten reduzieren können actility.com. Das Ergebnis sind geringere Kraftstoffkosten, weniger Verkehr und Verschmutzung durch Müllfahrzeuge sowie sauberere Straßen. Selbst große Abfallwirtschaftsunternehmen setzen auf IoT: Suez beispielsweise verwendet LPWAN-Tracker an Abfallcontainern und Müllwagen, um Echtzeitdaten über das Abfallaufkommen zu erhalten actility.com. Dank der großen Reichweite können sogar unterirdische Abfallbehälter oder solche in Parks erreicht werden, ohne dass ein lokales WLAN installiert werden muss. Einige Gemeinden gehen noch weiter und installieren smarte Hausmülleimer, die den Müll wiegen und die Recyclingbeteiligung melden – LoRaWAN kann diese in ganzen Stadtvierteln vernetzen, um „Pay-as-you-throw“-Abrechnung oder Anreizprogramme zu ermöglichen actility.comactility.com. All dies führt zu saubereren und effizienteren Städten.
• Verkehrs- und Parkraummanagement: Städtische Verkehrsstaus und Parkplatzmangel sind Probleme, die das IoT lindern kann. LoRaWAN-Sensoren werden in Parkplätzen eingebettet, um zu erkennen, ob ein Platz frei oder belegt ist, und übermitteln diese Daten an Apps, die Autofahrer zu freien Parkplätzen führen. Städte wie Los Angeles und Paris haben solche Systeme getestet (einige mit LoRaWAN, andere mit alternativen LPWANs). Die Cisco Smart Cities-Initiative stellt fest, dass LoRaWAN ideal für Parksensoren und sogar für das Tracking von städtischen Fahrzeugen oder Vermögenswerten im Außeneinsatz ist statetechmagazine.com. In einer US-amerikanischen Stadt (Opelika, Alabama) nutzten die Behörden LoRaWAN, um ein 52 Quadratmeilen großes Gebiet abzudecken und verschiedene Sensoren zu verbinden – darunter Detektoren entlang von Bahngleisen, die auf gefährliche Gaslecks in der Nähe einer stark befahrenen Bahnstrecke überwachen statetechmagazine.com. Mit nur 7 LoRaWAN-Antennen konnte Opelika die gesamte Stadt abdecken, was mit Technik mit kürzerer Reichweite „hunderte von WLAN-Zugangspunkten“ erfordert hätte statetechmagazine.com. Für Ampeln kann LoRaWAN verwendet werden, um Steuerboxen zu überwachen oder sogar die Lichter drahtlos zu synchronisieren. Die Stadt Calgary in Kanada installierte LoRa-basierte Sensoren für Verkehrsfluss- und Lärmmessung in beliebten Ausgehvierteln, um Staus und Lärmbeschwerden besser zu managen tektelic.com. All diese Beispiele zeigen, wie ein kostengünstiges, weitreichendes Netzwerk die urbane Mobilität verbessern und Staus reduzieren kann, indem es Echtzeitdaten aus dem gesamten Verkehrsnetz sammelt.
• Umweltüberwachung & Klimaresilienz: Viele Städte setzen mittlerweile Netzwerke von Umweltsensoren ein – sie messen die Luftqualität (Verschmutzungsgrad), die Wasserqualität in Flüssen, den Geräuschpegel, Temperatur, Luftfeuchtigkeit, sogar Strahlung oder Hochwasserüberwachung. LoRaWAN wird für diese Anwendungen häufig verwendet, da Sensoren über die gesamte Stadtlandschaft verteilt werden können – auf Dächern, Straßenlaternen, in Abwasserkanälen, Parks – und dennoch an ein zentrales System berichten. Beispielsweise wurden auf LoRa basierende Systeme zur Überwachung der Luftverschmutzung eingeführt, um die städtische Luftqualität in Echtzeit zu verfolgen tektelic.com. Hochwassersensoren und Regenmesser in intelligenten Hochwasserwarnsystemen von Städten nutzen ebenfalls oft LoRaWAN, da sie sich in abgelegenen Bachläufen oder entlang von Wasserwegen befinden können, aber dennoch rechtzeitig Warnungen an städtische Notdienste übermitteln müssen. Das offene LoRaWAN-Protokoll unterstützt sogar stromsparende GPS-Tracker, die Städte für das Asset-Tracking verwenden (z. B. zur Überwachung öffentlicher Fahrräder oder zur Beobachtung der Bewegungen von Wildtieren oder Haustieren in der Stadt) statetechmagazine.com. Da LoRaWAN Geräte per Funksignal geolokalisieren kann, ist es möglich, Dinge ohne ein stromintensives GPS-Modul in jedem Gerät zu verfolgen – das Netzwerk kann den Standort eines Geräts annähern, indem es die Signalzeiten an mehreren Gateways vergleicht. Diese Technik wird zur Verfolgung städtischer Infrastruktur und sogar für intelligente Halsbänder für Haustiere oder städtisches Vieh verwendet statetechmagazine.com.
• Intelligente Zählererfassung: Eine bedeutende Smart-City-Anwendung für LoRaWAN ist die Anbindung von Versorgungszählern – für Wasser, Gas und Strom. Versorgungsunternehmen in vielen Ländern statten Zähler mit IoT-Konnektivität aus, um automatisierte Ablesungen und ein besseres Nachfragemanagement zu ermöglichen. LoRaWAN, als „sichere, carrier-grade“ Konnektivitätsoption lora-alliance.org, wurde von einer Reihe von Versorgern für großflächige Implementierungen ausgewählt. So haben beispielsweise Städte in Frankreich und Deutschland Zehntausende von LoRaWAN-Wasserzählern installiert, die stündlich den Verbrauch melden und so eine schnellere Leckageerkennung und genauere Abrechnung ermöglichen. Hamburgs öffentlicher Versorger (Stromnetz Hamburg) hat ein stadtweites LoRaWAN-Netzwerk hauptsächlich für Submetering und intelligentes Energiemanagement in Gebäuden aufgebaut resources.lora-alliance.org. Da LoRa-Signale Zähler in Kellern oder unterirdischen Schächten erreichen können, sind sie besonders gut für Versorgungsinfrastrukturen geeignet. Eine LoRaWAN-Basisstation kann Daten von Tausenden von Wasserzählern in einem Bezirk erfassen und so die Kosten für die Zählerablesung drastisch senken. Ein zusätzlicher Vorteil: Ist das Netzwerk einmal für die Zählererfassung eingerichtet, kann es zu geringen Mehrkosten auch für andere städtische Sensoren genutzt werden – und so ein ganzheitliches Smart-City-Netzwerk entstehen. Dieses „Nutzung bestehender LoRaWAN-Infrastruktur für mehrere Zwecke“ ist ein häufiges Thema in Städten: Das Straßenbeleuchtungsnetz von Montevideo zum Beispiel wurde explizit als Mehrzweck-Infrastruktur geplant, die Abfall-, Wasser- und andere Smart-City-Anwendungen über dieselben LoRaWAN-Gateways unterstützen kann actility.com.

Diese Beispiele sind nur ein kleiner Ausschnitt. Von öffentlicher Sicherheit (Anbindung von Hydranten und Alarmen) über intelligente Gebäude (Überwachung von HLK und Belegung) bis hin zu Katastrophenwarnsystemen (Sensoren für Erdbeben oder Erdrutsche) hat sich LoRaWAN als flexibles „Nervensystem“ für eine Smart City bewährt. „LoRa-Geräte und das offene LoRaWAN-Protokoll ermöglichen intelligente IoT-Anwendungen, die einige der größten Herausforderungen unseres Planeten lösen: Energiemanagement, Reduzierung natürlicher Ressourcen, Umweltschutz, Effizienz der Infrastruktur, Katastrophenprävention und mehr“, merkt Semtech an, der Entwickler von LoRa statetechmagazine.com. Im Wesentlichen bietet LoRaWAN Städten eine praktische Möglichkeit, überall Daten zu erfassen – und verwandelt Straßenlaternen, Busse, Müllcontainer und Abwasserkanäle in Informationsquellen – ohne das Budget zu sprengen oder bestehende Infrastruktur zu überholen.

„Die steigende Nachfrage nach Smart-City-Lösungen wird durch Urbanisierung und die Notwendigkeit nachhaltiger Entwicklung vorangetrieben… Da Städte mit Herausforderungen wie Umweltverschmutzung, Verkehr, Abfallmanagement und Energieeffizienz konfrontiert sind, kann die Einführung von IoT-Technologien, die von LoRaWAN unterstützt werden, ein verbessertes Ressourcenmanagement ermöglichen und die Lebensqualität der Bewohner steigern.“ – Alper Yegin, CEO der LoRa Alliance (2024) telconews.in

Intelligente Landwirtschaft: LoRaWAN auf dem Bauernhof

Weit entfernt vom Großstadtdschungel sorgt LoRaWAN auch im Agrarsektor für Aufsehen und läutet das Zeitalter der „intelligenten Landwirtschaft“ oder Präzisionslandwirtschaft ein. Bauernhöfe und Ranches erstrecken sich oft über weite, abgelegene Gebiete, in denen die Konnektivität gering ist und das Verlegen von Strom- oder Internetkabeln nicht machbar ist. Das langreichweitige, drahtlose und batteriefreundliche Design von LoRaWAN ist die perfekte Lösung, um Felder, Gewächshäuser und Viehweiden mit der digitalen Welt zu verbinden. Wie ein IoT-Experte für Landwirtschaft sagt: „IoT wird die Zukunft der Landwirtschaft auf die nächste Stufe heben“ und LoRaWAN ist ein entscheidender Ermöglicher dieser Revolution actility.com. Hier sind einige Möglichkeiten, wie LoRaWAN auf dem Bauernhof eingesetzt wird:

• Boden- & Pflanzenüberwachung: Vielleicht die wirkungsvollste Anwendung ist der Einsatz von Bodenfeuchtesensoren und Klimasensoren auf Feldern, um die Bewässerung und die Gesundheit der Pflanzen zu optimieren. Durch das Einbringen kleiner, mit LoRaWAN verbundener Sonden in den Boden können Landwirte in Echtzeit Feuchtigkeitswerte in verschiedenen Tiefen, Bodentemperatur und sogar Nährstoffgehalte ablesen. Diese Daten werden an ein Dashboard gesendet, von dem aus Bewässerungssysteme gesteuert werden können. So können Landwirte beispielsweise sehen, welche Teile eines Feldes trocken sind und nur dort bewässern, wo es nötig ist, was enorme Mengen an Wasser und Energie spart. In Australien haben Großbetriebe LoRaWAN-Bodenfeuchte- und Wettersensoren eingesetzt, um die Wassereffizienz zu steigern und die Erträge zu erhöhen atomsenses.com. Weingüter in Europa und im Nahen Osten haben LoRaWAN-Sensornetzwerke installiert, um das Mikroklima in verschiedenen Weinbergblöcken zu erfassen – Daten wie Luftfeuchtigkeit, Blattnässe und Temperatur – um die Bewässerung besser zu steuern und sogar Krankheiten vorherzusagen. Auf Château Kefraya im Libanon hat ein großes Weingut mit Technologieunternehmen zusammengearbeitet, um LoRaWAN-Sensoren an Reben und im Boden zu installieren und so die zuvor manuelle und mühsame Datenerfassung zu automatisieren actility.com. Die Winzer berichteten, dass dieser IoT-Ansatz dazu beitrug, die Traubenqualität zu verbessern und Entscheidungen wie wann und wie viel bewässert werden soll, zu erleichtern, was zu besserer Weinproduktion bei geringeren Kosten actility.com führte.
• Intelligente Bewässerungssysteme: Eng verbunden mit der Bodenüberwachung ist die automatisierte Bewässerungssteuerung mittels LoRaWAN. Intelligente Bewässerungsregler können Daten von LoRaWAN-Bodensensoren empfangen und dann entsprechend Ventile öffnen oder schließen (oder Benachrichtigungen an die Handys der Landwirte senden). In einem Pilotprojekt in einem Olivenhain in Europa zeigte eine auf LoRaWAN basierende Bewässerungsplattform, dass der Wasserverbrauch deutlich gesenkt werden konnte, während der Ernteertrag erhalten blieb sciencedirect.com. Die große Reichweite von LoRaWAN ist hier ein Vorteil, da ein einziges Gateway auf einem Hofsilo mit Bodensensoren kommunizieren kann, die über Hunderte von Hektar verteilt sind. Unternehmen haben LoRaWAN-fähige Ventilaktuatoren und Pumpensteuerungen eingeführt, die es Landwirten ermöglichen, Bewässerungspläne aus der Ferne zu verwalten. Das ist besonders nützlich für Regionen mit Wasserknappheit – durch Bewässerung nur dann und dort, wo es nötig ist, wird die Landwirtschaft nachhaltiger. Eine Fallstudie in Asien zum Reisanbau nutzte LoRaWAN-Sensoren, um Alternate Wetting and Drying (AWD), eine wassersparende Praxis, umzusetzen und erreichte einen geringeren Wasserverbrauch sowie sogar reduzierte Methanemissionen aus den Reisfeldern resources.lora-alliance.org. Die niedrigen Kosten der LoRaWAN-Sensoren machen es möglich, selbst große, margenschwache Betriebe mit Dutzenden von Sensoren und Aktuatoren auszustatten – etwas, das mit Mobilfunkgeräten zu teuer wäre.
• Viehverfolgung & Gesundheit: Viehzüchter setzen LoRaWAN ein, um ihre Herden im Blick zu behalten. Traditionelle Viehzucht bedeutete oft, zu weit entfernten Feldern zu fahren, um das Vieh zu suchen und zu kontrollieren – aber jetzt können intelligente Ohrmarken und Halsbänder den GPS-Standort eines Tieres und sogar biometrische Daten per LoRaWAN übertragen. In den Niederlanden nutzen Milchviehbetriebe LoRaWAN-Halsbänder, um den Standort und die Aktivität jeder Kuh zu überwachen, was den Landwirten hilft, Gesundheitsprobleme (wie eine Kuh, die sich wegen Krankheit weniger bewegt) zu erkennen und das Weidemanagement effizienter zu gestalten atomsenses.com. Da LoRa-Signale eine ganze Ranch von einer Antenne auf einem Hügel abdecken können, können Kühe umherstreifen und bleiben trotzdem verbunden. In Australien und den USA bieten mehrere Start-ups LoRa-basierte Systeme zur Rinderverfolgung an, bei denen solarbetriebene LoRaWAN-Gateways auf dem Hof die Positionen von Hunderten markierter Tiere an eine Cloud-Plattform weiterleiten. Das spart nicht nur Zeit (kein stundenlanges Suchen nach entlaufenen Tieren mehr), sondern verbessert auch das Tierwohl – Landwirte erhalten Benachrichtigungen, wenn sich ein Tier nicht bewegt (mögliche Verletzung) oder die Grenze überschritten hat. Die große Reichweite von LoRaWAN selbst in hügeligem oder bewaldetem Gelände ist ein großer Vorteil für die Verfolgung von Vieh auf abgelegenen Weiden, wo der Mobilfunkempfang schwach ist. Und die Marken können eine mehrjährige Batterielaufzeit haben, im Gegensatz zu GPS-Halsbändern, die wöchentlich geladen werden müssen. Über Großvieh hinaus wird LoRaWAN auch in der Geflügel- und Schweinehaltung eingesetzt, um Stallbedingungen zu überwachen: Sensoren messen Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Ammoniak und Füllstände in Echtzeit und benachrichtigen Landwirte bei Problemen in ihren Hühnerställen oder Schweineställen für bessere Tiergesundheit und Produktivität resources.lora-alliance.org.
• Klima- und Wetterstationen: Landwirtschaftsbetriebe sind sehr wetterempfindlich. LoRaWAN unterstützt eine Vielzahl von Wetterstationen und Mikroklima-Sensoren, die auf dem Ackerland verteilt werden können, um hyperlokale Daten zu liefern. Diese Stationen können Niederschlag, Windgeschwindigkeit, Sonneneinstrahlung und andere Messwerte erfassen und drahtlos übermitteln. Beispielsweise könnte eine Zitrusplantage LoRaWAN-Frostsensoren haben, die Warnungen senden, wenn die Temperatur im Obstgarten in die Nähe des Gefrierpunkts sinkt, sodass der Landwirt Frostschutzmaßnahmen ergreifen kann. Mit einem eigenen Netzwerk von LoRa-Wettersensoren sind Landwirte nicht ausschließlich auf weit entfernte staatliche Wetterdaten angewiesen – sie erhalten die Bedingungen direkt auf ihren Feldern und können so präzisere Entscheidungen über Aussaat, Ernte oder Spritzungen treffen. Eine LoRaWAN-Wetterintegration kann die Daten auch an automatisierte Systeme weiterleiten; z. B. kann ein Drohneneinsatz verschoben werden, wenn starke Winde erkannt werden, oder der Bewässerungsplan wird angepasst, wenn starker Regen gemessen wird. Da LoRaWAN das gesamte Grundstück abdecken kann, ist das Hinzufügen weiterer Wettersensoren unkompliziert und ohne Abonnementgebühren möglich. Dies demokratisiert Daten, deren Erhebung früher teuer war.
• Asset- und Geräteüberwachung: Moderne Landwirtschaftsbetriebe bestehen aus vielen beweglichen Teilen – Traktoren, Maschinen, Kraftstofftanks, Silos, Kühlhäuser usw. LoRaWAN wird verwendet, um landwirtschaftliche Geräte zu verfolgen (z. B. durch GPS-Einheiten an Traktoren oder Mähdreschern) und den Status von Betriebsmitteln zu überwachen. Beispielsweise können Sensoren an Kraftstofftanks den Füllstand melden, sodass Nachschub just-in-time geliefert werden kann. Mit LoRaWAN-Füllstandssensoren ausgestattete Getreidesilos ermöglichen es Landwirten, aus der Ferne zu sehen, wie viel Getreide gelagert ist und ob die Bedingungen (Temperatur/Luftfeuchtigkeit) sicher sind, um Verderb zu verhindern resources.lora-alliance.org. Es gibt sogar LoRaWAN-Bienenstock-Monitore, die die Bedingungen im Bienenstock überwachen, um das Bestäubungsmanagement zu verbessern resources.lora-alliance.org. Ein übergeordneter Vorteil in der Landwirtschaft ist die Einsparung von Arbeitskräften – vor einigen Jahrzehnten stammten viele Erkenntnisse aus der Landwirtschaft aus der physischen Inspektion der Felder oder dem manuellen Erfassen von Daten. Heute kann ein Netzwerk von LoRaWAN-Sensoren diese Datenerfassung automatisieren. Landwirte können datenbasierte Entscheidungen treffen – direkt vom Tablet oder Smartphone aus – und ihre begrenzten Arbeitskräfte auf die Bereiche konzentrieren, die am meisten Aufmerksamkeit benötigen. Dadurch berichten Betriebe, die LoRaWAN nutzen, von höheren Erträgen, geringeren Betriebskosten und effizienteren Abläufen atomsenses.com.

„Ich war überrascht, wie sehr IoT – insbesondere LoRaWAN – den Weinbauingenieuren geholfen hat, die Weinqualität und damit die Weinproduktion zu verbessern. IoT wird die Zukunft der Landwirtschaft und des Ackerbaus auf die nächste Stufe heben.“ – Maher Choufani, IoT-Projektmanager bei einer Smart-Vineyard-Implementierung im Libanon actility.comactility.com

Der Aufstieg von LoRaWAN in der Landwirtschaft ist Teil eines breiteren Trends hin zur präzisen Landwirtschaft, bei der jeder Tropfen Wasser und jede Pflanze gemessen wird, um Wachstum und Nachhaltigkeit zu optimieren. Die Fähigkeit von LoRaWAN, die entlegensten Ecken eines Bauernhofs zu verbinden, mit Geräten, die Saisons lang mit einer Batterie auskommen, eröffnet die Tür zu datengetriebener Landwirtschaft im großen Maßstab. Von kleinen Familienbetrieben bis hin zu großen industriellen Anbauern testen oder implementieren viele nun LoRaWAN-Systeme – oft mit Unterstützung durch staatliche Förderprogramme für intelligente Landwirtschaft oder Initiativen von Lebensmittelproduzenten zur Verbesserung der Effizienz der Lieferkette. Die Technologie beweist ihren Wert durch die Steigerung der Erträge, die Reduzierung von Verschwendung (Wasser, Dünger, Kraftstoff) und bietet Landwirten die Gewissheit, dass sie ihren gesamten Betrieb auf einen Blick „sehen“ können. Kurz gesagt, LoRaWAN hilft dabei, einen Teil der jahrhundertealten Rätselraten in der Landwirtschaft durch harte Daten zu ersetzen, die überall über die Cloud zugänglich sind.

Globale Verbreitung, Branchenakteure und politische Trends

Der Aufschwung von LoRaWAN beschränkt sich nicht auf einige technikaffine Städte oder Bauernhöfe – es hat sich zu einem globalen IoT-Phänomen mit einem breiten Ökosystem von Unternehmen und öffentlichen Initiativen entwickelt. Stand 2024 meldet die LoRa Alliance LoRaWAN-Netzwerke in über 170 Ländern, darunter Implementierungen von mehr als 170 großen Telekommunikationsanbietern sowie unzähligen privaten Netzwerken lora-alliance.org. Dieser Abschnitt hebt die wichtigsten Akteure hervor, die LoRaWAN vorantreiben, sowie das regulatorische/politische Umfeld, das seine Nutzung prägt.

Branchenallianz und führende Unternehmen: Die LoRa Alliance (gegründet 2015) spielt eine zentrale Rolle bei der Koordination des Standards und des Ökosystems. Sie umfasst Hunderte von Mitgliedsunternehmen – von Chipherstellern und Geräteproduzenten bis hin zu Netzbetreibern und Cloud-Plattformen. Die Semtech Corporation, die die LoRa-Funktechnologie entwickelt hat, ist ein wichtiges Gründungsmitglied, aber viele andere sind inzwischen ebenfalls dabei. Zu den namhaften Unternehmen im LoRaWAN-Ökosystem gehören:

• Semtech: Hersteller von LoRa-Chips und -Funkmodulen, die in Sensoren und Gateways eingebettet sind. Im Wesentlichen der „Gatekeeper“ der LoRa-Technologie (obwohl sie diese inzwischen auch an andere Chiphersteller lizenziert), ist Semtech ein Verfechter von LoRaWAN für IoT-Konnektivität. Ihre Chips finden sich in allem, von intelligenten Mausefallen bis hin zu industriellen Zählern.
• Netzbetreiber: Eine Reihe spezialisierter IoT-Netzbetreiber haben LoRaWAN-Netzwerke aufgebaut. Zum Beispiel betreibt Senet in den USA eines der größten öffentlichen LoRaWAN-Netzwerke, das mehr als 1.300 Städte und 55 Millionen Menschen in 29 Bundesstaaten abdeckt iotevolutionworld.com. Everynet ist ein weiteres Beispiel und betreibt Carrier-Grade-LoRaWAN-Netzwerke in Europa, Asien und Amerika (das Everynet-Netzwerk erstreckt sich über Dutzende Länder; es wurde kürzlich von Schwedens Netmore übernommen, um einen globalen LoRaWAN-Betreiber in 17 Ländern zu bilden rcrwireless.com). Auch traditionelle Telekommunikationsunternehmen haben LoRaWAN übernommen: Zum Beispiel waren Orange und Bouygues Telecom in Frankreich frühe Anwender, die landesweit LoRaWAN bereits um 2016 ausrollten; Tata Communications in Indien baute ein riesiges LoRaWAN-Netzwerk auf, das Hunderte Städte im Rahmen der Smart City Mission Indiens abdeckt tatacommunications.com. Südkoreas SK Telecom und KT, Swisscom in der Schweiz, KPN in den Niederlanden und Comcasts MachineQ in den USA sind weitere Beispiele großer Betreiber, die LoRaWAN-Dienste eingeführt haben. Heute gibt es Dutzende öffentliche LoRaWAN-Betreiber; tatsächlich zählte die LoRa Alliance bis Ende 2024 166 LoRaWAN-Netzbetreiber weltweit iotforall.com.
• Community-Netzwerke: LoRaWAN hat auch eine Graswurzel-Seite. The Things Network (TTN) ist ein globales, gemeinschaftsbasiertes Netzwerk, bei dem Freiwillige Gateways aufstellen und die Abdeckung frei teilen. TTN begann in Amsterdam und hat sich weltweit verbreitet – ein Beweis für die Kraft offener Community-IoT-Projekte. Ein weiteres viel beachtetes Beispiel ist Helium, „The People’s Network“, das einen krypto-basierten Ansatz verfolgte: Einzelpersonen betreiben LoRaWAN-Hotspots und verdienen Kryptowährung, wenn ihr Gateway Gerätedaten überträgt. Auf dem Höhepunkt im Jahr 2021 erlebte Helium einen explosionsartigen Ausbau – von 7.000 auf über 175.000 Hotspots in 123 Ländern innerhalb etwa eines Jahres iotevolutionworld.com – und wurde damit eines der größten LoRaWAN-Netzwerke nach Abdeckung. (Helium hat seither den Fokus verlagert und sich mit anderen Netzwerken wie Senet integriert iotevolutionworld.com, zeigte aber ein neuartiges, dezentralisiertes Modell für den Netzausbau.) Diese Community-Netzwerke ergänzen kommerzielle Angebote und schließen oft Versorgungslücken, indem sie Innovation fördern und jedem ermöglichen, kostengünstig mit IoT zu experimentieren.
• Lösungsanbieter und Integratoren: Es gibt einen florierenden Markt von Unternehmen, die End-to-End-LoRaWAN-Lösungen für bestimmte Branchen anbieten. Zum Beispiel stellt Actility (Frankreich) die ThingPark-Plattform bereit – einen LoRaWAN-Netzwerkserver und eine Managementlösung – und arbeitet mit Betreibern und Unternehmen weltweit zusammen. Actility hat Projekte wie die Beleuchtungsinstallation in Montevideo und landesweite Netzwerke in Australien ermöglicht actility.com. TeKTELIC (Kanada) ist ein bedeutender Hersteller von LoRaWAN-Basisstationen und Sensoren, die häufig in Versorgungs- und Stadtprojekten eingesetzt werden. MultiTech, Kerlink, Laird Connectivity und Cisco produzieren alle LoRaWAN-Gateway-Hardware. Auf der Geräteseite entwerfen zahlreiche Unternehmen wie Decentlab, Dragino, Digital Matter, Microchip, Murata (und viele andere) LoRaWAN-Sensoren, -Module und -Tracker für verschiedene Anforderungen. Selbst große Marken sind LoRaWAN-Endanwender: Logistikunternehmen nutzen LoRaWAN zur Verfolgung von Vermögenswerten in Lieferketten, Öl- und Gasunternehmen überwachen damit Pipelines und Tanks, und Einzelhandels-/Lebensmittelketten haben LoRaWAN für die Überwachung von Einrichtungen eingeführt. Im Jahr 2024 stellte die LoRa Alliance fest, dass Unternehmen wie Starbucks, Volvo, Chevron, Chick-fil-A und Logitech LoRaWAN in ihren Betriebsabläufen nutzen lora-alliance.org – ein Beweis dafür, wie sehr sich die Technologie im Unternehmens-IoT etabliert hat.

Initiativen für öffentliche Infrastruktur: Regierungen und öffentliche Stellen haben LoRaWAN ebenfalls auf verschiedene Weise unterstützt. Die Europäische Union hat IoT-Testumgebungen und Förderprogramme unterstützt, die LoRaWAN-Implementierungen für Smart Cities und Landwirtschaft in den Mitgliedstaaten umfassen. So haben beispielsweise mehrere EU-Forschungsprojekte LoRaWAN für Umweltüberwachung in ländlichen Gebieten demonstriert (Überwachung von Wäldern, Biodiversität usw.). In Indien hat die Smart Cities Mission der Regierung die Städte dazu ermutigt, IoT zur Verbesserung des städtischen Lebens einzusetzen; das landesweite LoRaWAN-Netzwerk von Tata Communications war teilweise auf diese Mission ausgerichtet und verbindet heute zahlreiche Stadtprojekte von Straßenbeleuchtung bis zu intelligentem Parken telconews.in. In China wurde LoRaWAN in stadtweiten Netzwerken eingesetzt (obwohl das staatlich unterstützte NB-IoT dort dominanter ist, setzen einige chinesische Städte LoRaWAN weiterhin für bestimmte private Anwendungsfälle wie Industrieparks oder Campusnetze ein). Australien und Neuseeland haben von der Regierung finanzierte landwirtschaftliche IoT-Zonen eingerichtet, in denen LoRaWAN Landwirten hilft, neue Technologien zu erproben. Und in den Vereinigten Staaten gibt es zwar kein bundesweites LoRaWAN-Netzwerk, aber Stadtverwaltungen wie Los Angeles, Chicago und New York haben Pilotprogramme mit LoRaWAN für Dinge wie Hochwassersensoren und Abfallmanagement durchgeführt, oft in Zusammenarbeit mit Start-ups. Die relative Kosteneffizienz von LoRaWAN macht es für den öffentlichen Sektor im IoT attraktiv: Eine Stadt kann ein dediziertes IoT-Netzwerk zu einem Bruchteil der Kosten aufbauen, die für eine vergleichbare Mobilfunk- oder kabelgebundene Konnektivität anfallen würden.

Ein bemerkenswerter politischer Trend ist das Bestreben nach Interoperabilität und Koexistenz von IoT-Netzwerken. Die Geschichte von LoRaWAN und seinem einstigen Konkurrenten Sigfox ist hierfür beispielhaft. Sigfox (ein proprietäres LPWAN mit Ultra-Schmalband-Technologie) war einst ein paralleles Ökosystem, aber nach finanziellen Schwierigkeiten sind die Sigfox-Betreiber (jetzt unter einem Unternehmen namens UnaBiz) tatsächlich 2023 der LoRa Alliance beigetreten und begannen damit, Sigfox’ sogenannte „0G“-Technologie mit LoRaWAN-Netzwerken zu verbinden rcrwireless.com. Tatsächlich integrieren UnaBiz und Partner Sigfox-Protokolle auf LoRa-Chips und kombinieren LoRaWAN- und Sigfox-Abdeckung in einheitlichen Angeboten actility.com. Dies deutet auf eine Konsolidierung im LPWAN-Bereich hin: LoRaWAN ist de facto zum de facto-Standard für unlizenziertes LPWAN geworden, und selbst ehemalige Konkurrenten schließen sich an. Auf der Seite des lizenzierten Spektrums hingegen fördern Mobilfunkanbieter weiterhin NB-IoT und LTE-M für IoT. Viele sehen jedoch nicht ein Entweder-oder, sondern eine komplementäre Zukunft – LoRaWAN für bestimmte Anwendungsfälle und private Netzwerke, Cellular IoT für andere. Bemerkenswert ist, dass LoRaWAN bei der Integration mit Satelliten-IoT-Diensten führend ist: Bis 2024 boten mindestens drei Unternehmen (wie Lacuna Space und Wyld Networks) LoRaWAN-Konnektivität aus dem All an und verwandelten Satelliten effektiv in umlaufende LoRaWAN-Gateways, um abgelegene Gebiete zu erreichen lora-alliance.org. Regulierungsbehörden (über Gremien wie die ITU und nationale Telekommunikationsagenturen) arbeiten daran, Spektrum für diese Satelliten-IoT-Verbindungen bereitzustellen, sodass ein LoRa-Gerät nahtlos über Satellit verbunden werden kann, wenn es außerhalb der terrestrischen Reichweite ist lora-alliance.org. Diese nicht-terrestrische Erweiterung könnte die Abdeckung für maritime, Wildnis- und Katastrophenszenarien erheblich verbessern – und LoRaWAN ist dabei anderen LPWAN-Technologien voraus.

In Bezug auf die Spektrumpolitik, da LoRaWAN gemeinsam genutzte Bänder verwendet, liegt der Schwerpunkt auf fairem Gebrauch und Interferenzmanagement. Das LoRaWAN-Protokoll selbst ist so konzipiert, dass es das Spektrum schonend nutzt: Es verwendet adaptive Datenraten, um die Airtime zu minimieren, und hält sich in Regionen wie Europa an Duty-Cycle-Grenzen. In den USA folgt es den FCC-Vorschriften für Frequency-Hopping-Spread-Spectrum-Geräte. Bisher gab es keine größeren regulatorischen Hürden für LoRaWAN – im Gegenteil, Regulierungsbehörden schätzen, dass es Innovationen im IoT fördert, ohne neue Spektrumzuteilungen zu benötigen. Weiteres Wachstum könnte zu formaleren Richtlinien führen, aber die LoRa Alliance verfügt über eine Regulatory Working Group, die genau dafür zuständig ist, mit Regulierungsbehörden zu kommunizieren und die Einhaltung sowie die Harmonisierung des Spektrums sicherzustellen lora-alliance.org.

Experteneinschätzungen & Zukunftsausblick

Wenn wir auf 2025 und darüber hinaus blicken, herrscht in der Branche Einigkeit darüber, dass LoRaWAN weiterhin eine entscheidende Rolle bei der Skalierung des Internets der Dinge spielen wird. Das Jahr 2024 wurde von Alper Yegin, CEO der LoRa Alliance, als „ein Wendepunkt für die digitale Transformation und die breite Einführung des IoT“ bezeichnet lora-alliance.org, und das Wachstum von LoRaWAN spiegelt dies wider. Mitglieder der Allianz berichteten von zweistelligen Wachstumsraten bei den Implementierungen; so verzeichnete Actility ein Wachstum seiner verwalteten Geräte um 50 % auf 4 Millionen, The Things Industries erreichte 2,7 Millionen Geräte (ebenfalls 50 % Wachstum im Jahresvergleich) und Zenner (ein Unternehmen für intelligente Messsysteme) überschritt 9 Millionen eingesetzte LoRa-Geräte lora-alliance.org. Diese Zahlen deuten auf ein gesundes und wachsendes Ökosystem hin.

Analysten sehen LoRaWAN gut aufgestellt für die Zukunft des IoT. Die Prognose von Omdia mit über 3,5 Milliarden LPWAN-Verbindungen bis 2030 lora-alliance.org unterstreicht das enorme Ausmaß der erwarteten IoT-Einführung, und LoRaWAN wird als einer der Haupttreiber dieses Wachstums identifiziert. „LoRaWAN wird zu einer unverzichtbaren Komponente in der Entwicklung intelligenterer urbaner Umgebungen“, beobachtete Robin Duke-Woolley, Chef von Beecham Research, und fügte hinzu, dass LoRaWAN bereits in einem immer breiteren Spektrum von städtischen Anwendungen in allen Regionen eingesetzt wird telconews.in. Mit anderen Worten: Es handelt sich nicht um eine Nischentechnologie – sie ist breit anwendbar, von europäischen Hauptstädten bis zu Städten in Entwicklungsländern, von Hightech-Fabriken bis zu einfachen Familienbetrieben.

Ein Grund für den Optimismus der Experten ist die Vielseitigkeit und Community von LoRaWAN. Es ist selten, dass eine Technologie sowohl unternehmensreif ist (mit Netzbetreibern und Fortune-500-Unternehmen, die sie einsetzen) als auch von der Basis getragen wird (mit Bastlern und Start-ups, die darauf aufbauen). Diese Vielfalt fördert Innovationen. Auch der Standard selbst entwickelt sich weiter: Zukünftige Verbesserungen werden die Gerätebereitstellung vereinfachen (so nah wie möglich an Plug-and-Play), Firmware-Updates über Funk ermöglichen (wichtig, wenn IoT-Geräteflotten altern), und die Integration mit IoT-Datenplattformen ausbauen. Die LoRa Alliance arbeitet außerdem an Spezifikationen für IPv6 über LoRaWAN und andere Interoperabilitätsrahmen, um sicherzustellen, dass LoRaWAN-Netzwerke sich problemlos in das größere Internetgeflecht einbinden lassen.

Aus technologischer Sicht können wir erwarten, dass LoRaWAN in den kommenden Jahren durch Edge Computing und KI erweitert wird. Beispielsweise könnte eine Smart City einen KI-Algorithmus auf dem Netzwerkserver einsetzen, um Anomalien in Sensordaten zu erkennen (wie einen plötzlichen Anstieg des Wasserflusses, der auf einen Rohrbruch hindeutet) und automatisch Warnmeldungen zu versenden. LoRaWAN liefert die Daten und die Abdeckung; die Intelligenzschicht kann darauf aufsetzen. Ähnlich in der Landwirtschaft: Maschinelles Lernen könnte LoRa-Sensorströme analysieren, um Pflanzenkrankheiten vorherzusagen oder Düngepläne zu optimieren. Die Konnektivität ist nur der Enabler – die eigentliche Wirkung entsteht durch Erkenntnisse und Handlungen auf Basis dieser Daten.

Ein weiterer Trend ist

hybrides Networking. LoRaWAN existiert nicht isoliert; es gibt Szenarien, in denen ein LoRaWAN-Netzwerk mit dem Backend eines 5G-Netzes verbunden wird (zum Beispiel, indem 5G für die Verbindung zwischen Gateways und Cloud genutzt wird), oder in denen Geräte LoRaWAN für die primäre Konnektivität nutzen, aber bei Bedarf auf Mobilfunk zurückgreifen. Standardisierungsgremien arbeiten an der Konvergenz, damit verschiedene IoT-Netzwerke interoperabel werden. Die Tatsache, dass LoRaWAN ein offener Standard ist, erleichtert die Integration mit Cloud-Plattformen (AWS IoT, Azure IoT usw. unterstützen LoRaWAN alle über Partner) und sogar mit anderen Protokollen (es gibt Unternehmen, die kombinierte LoRaWAN + BLE oder LoRaWAN + Wi-Fi-Lösungen anbieten, jeweils für den optimalen Einsatzzweck).

In Bezug auf

Regulierung ist ein Bereich, den man im Auge behalten sollte, wie Regulierungsbehörden mit dem Zustrom von IoT-Geräten umgehen. Sicherheit ist ein großes Thema – Milliarden vernetzter Sensoren bedeuten Angriffsflächen, wenn sie nicht gut verwaltet werden. Die starke Verschlüsselung und der Onboarding-Prozess von LoRaWAN sind ein guter Ausgangspunkt, aber die Beteiligten werden wahrscheinlich noch robustere Sicherheitsrahmen fordern (der Hinweis der Allianz auf „PKI für vereinfachte Gerätebereitstellung“ deutet auf Bestrebungen hin, IoT-Implementierungen sowohl sicher als auch benutzerfreundlich zu gestalten lora-alliance.org). Darüber hinaus könnte Nachhaltigkeit zum Thema werden: IoT kann Energie sparen (wie durch reduzierte Straßenbeleuchtung und präzise Bewässerung), führt aber auch zu vielen Geräten in der Umwelt. Glücklicherweise tragen LoRaWAN-Geräte, indem sie die Batterielaufzeit auf Jahre verlängern und beispielsweise ein besseres Wassermanagement ermöglichen, positiv zu Umweltzielen bei. Mit dem Wachstum des IoT ist mit mehr Diskussionen über Elektroschrott und Batterierecycling zu rechnen – Bereiche, in denen langlebige Geräte im Vorteil sind.

Um abschließend, die bisherige Geschichte von LoRaWAN ist eine von pragmatischem Erfolg: Es hat eine Lücke (Langstrecken-, stromsparende Konnektivität) gefunden und besser als alle anderen gefüllt, indem es kollaborativ und offen war. Städte, die LoRaWAN einsetzen, verzeichnen greifbare Verbesserungen bei Dienstleistungen und Effizienz – von Barcelona bis Mumbai senken reale Implementierungen die Kosten und verbessern die Lebensqualität. Landwirte von Kalifornien bis Queensland erzielen höhere Erträge und mehr Sicherheit, indem sie ihre Felder und Herden mit LoRaWAN-Sensoren ausstatten. Und das ist wahrscheinlich erst der Anfang. Wie ein Smart-City-Bericht 2024 zusammenfasste, ist das „Potenzial sehr groß“ für LoRaWAN bei urbaner Innovation telconews.in. Ebenso ist das Potenzial im ländlichen und industriellen Bereich groß. Mit einem lebendigen Ökosystem und beschleunigter Verbreitung ist LoRaWAN bereit, ein Rückgrat der IoT-Revolution zu bleiben – und verbindet leise die Geräte der Welt, ein Langstreckenpaket nach dem anderen.

Quellen:

• LoRa Alliance – „LoRaWAN Expanded Market Leadership“ (2024 End of Year Report) lora-alliance.org
• TelcoNews (TechDay) – „LoRaWAN report highlights smart city technology benefits“ (Nov 2024) telconews.in
• StateTech Magazine – „LoRa and LoRaWAN: How the Technology Helps Smart Cities“ (Jan 2020) statetechmagazine.com
• IoT For All (LoRa Alliance) – „Why LoRaWAN is the Right Choice for Smart Cities“ (Dez 2024) iotforall.com
• Actility Blog – „Uruguay to deploy one of LoRaWAN’s largest smart street lighting projects“ (Feb 2022) actility.com
• Actility Blog – „In Lebanese Vineyard, LoRaWAN Is Making Wine Better“ (2018) actility.com
• Tektelic Blog – „Wie LoRaWAN Städte transformiert“ (2021, aktualisiert 2024) tektelic.com
• Tektelic Blog – „Wie LoRaWAN Landwirten Geld spart und Erträge steigert“ (2021, aktualisiert 2024) tektelic.com
• Atomsenses Blog – „Wie LoRaWAN die Landwirtschaft transformiert“ (Juli 2024) atomsenses.com
• IoT Evolution World – „Senet und Helium Partnerschaft erweitert LoRaWAN-Zugang“ (Sept 2021) iotevolutionworld.com