Wi-Fi 6 wurde von Grund auf mit Blick auf eine höhere Gerätedichte entwickelt. Der Standard unterstützt eine Reihe neuer Funktionen, die die Akkulaufzeit und die Funkreichweite erhöhen. (Bild: Silicon Labs)
Schon lange vor dem Aufkommen des IoT haben viele Unternehmen zunehmend Interesse an Tracking-Lösungen gezeigt. GPS (Global Positioning System) dient zwar zum Orten und Verfolgen von Geräten wie Smartphones, ist aber eher teuer, braucht viel Strom und ist nur im Freien einsetzbar – also keine Option für das Indoor-Tracking. Bis vor kurzem haben Gerätehersteller das Problem der Ortung in Innenräumen mit einer Mischung aus RFID und Bluetooth-Beacons gelöst, um präzise Ortungsdienste zu ermöglichen.
In diesem Jahr haben zwei Neuerungen im Bereich Indoor-Tracking an Bedeutung gewonnen: AoX, die Peilung des Ankunftswinkels (AoA, Angle of Arival) und des Abgangswinkels (AoD, Angle of Departure), wurden in die Bluetooth-5.1-Spezifikation und die UWB-Funktechnik (Ultrabreitband) eingeführt.
Mit der Integration beider Techniken in Mobilgeräte der neuesten Generation können Nutzer ihre Geräte noch präziser lokalisieren. Parallel dazu lassen sich gleichwertige Tracking-Techniken in die Infrastruktur selbst integrieren. AoX und UWB ermöglichen Asset-Management- und Tracking-Systeme, mit denen sogar Pakete in Lagerhäusern lokalisierbar sind.
Wi-Fi 6 als Funkstandard der nächsten Generation
Wi-Fi 6 (auch IEEE 802.11ax) ist ein wichtiger Meilenstein auf dem 20-jährigen Weg des Wi-Fi-/WLAN-Standards zu kontinuierlicher Erneuerung. Der Standard baut auf den Stärken von 802.11ac auf und bietet gleichzeitig mehr Effizienz, Flexibilität und Skalierbarkeit, wodurch neue und vorhandene Netzwerke schneller und leistungsfähiger für kommende Anwendungen werden. Das IEEE schlug den Wi-Fi-6-Standard vor, um die Leistungsfähigkeit und Vielseitigkeit von Highspeed-Gigabit-Ethernet-Funklösungen zusammen mit der Zuverlässigkeit und Vorhersagbarkeit eines lizenzierten Funkstandards bereitzustellen. Als Referenz hat die Wi-Fi Alliance den Funkstandard umbenannt. In der Vergangenheit wurden die Wi-Fi-Versionen gemäß der IEEE-Standardnomenklatur gebrandet, aber dieser Ansatz war für die Verbraucher verwirrend. Das ist die aktuelle Wi-Fi-Dekodierung:
- Wi-Fi 4 = IEEE 802.11n
- Wi-Fi 5 = IEEE 802.11ac
- Wi-Fi 6 = IEEE 802.11ax
Wi-Fi 6 ist der erste Funk-Kurzstreckenstandard, der entwickelt wurde, um eine hohe Dichte von Geräten zu ermöglichen, die diese Spezifikation unterstützen. Frühere Wi-Fi-Versionen konzentrierten sich in erster Linie auf Geschwindigkeit und Leistungsfähigkeit. Wi-Fi 6 wurde von Grund auf mit Blick auf die Gerätedichte entwickelt. Der Standard unterstützt eine Reihe neuer Funktionen, die sich mit der Gerätedichte, Akkulaufzeit und Funkreichweite befassen, sowie weitere Funktionen, um den Rohdatendurchsatz zu erhöhen. Die Tabelle fasst weitere Details zum Standard zusammen.
LPWAN für die Langstrecke
Die Mobilfunktechnik geht vom Smartphone auf das IoT über – als praktikable Option für die LPWAN-Anbindung (Low Power Wide Area Network). Mehrere Halbleiterhersteller, darunter Qualcomm, Nordic Semiconductor, Sony (Altair) und Sequans Communications, bieten Chipsets an, die nun die Mobilfunkstandards NB-IoT und LTE-M (auch CAT-M1) unterstützen, und interessante Startups wie Riot Micro treten ebenfalls in den Markt mobilfunkbasierter IoT-Anwendungen ein.
LTE-M ist eine gute Option für LPWAN-Anwendungen, die eine Kombination aus langer Akkulaufzeit, LTE-Zuverlässigkeit und geringer Latenz erfordern. LTE-M ist auch zu bestehenden LTE-/4G-Netzen kompatibel und wird in Zukunft mit 5G koexistieren.
Gleichwertige, nicht-mobilfunkbezogene LPWAN-Techniken, die im Sub-GHz-Band arbeiten, wie LoRaWAN (ein Protokoll der LoRa Alliance, das auf der LoRa-Funkplattform von Semtech ausgeführt wird), beginnen sich zu etablieren. Eine kürzlich vorgestellte LPWAN-Option ist das 900-MHz-Sidewalk-Protokoll von Amazon, mit dem sich Sensoren, Beleuchtung, Tracker (für Geräte und Haustiere) und andere IoT-Anwendungen über große Reichweiten vernetzen lassen.
IoT-Anbieter haben jetzt viele Möglichkeiten, LPWAN-Anbindung zu geringeren Kosten umzusetzen. Die Erfahrung der Entwickler wird sich dadurch bei Anwendungen mit großer Reichweite, niedriger Datenrate und geringem Stromverbrauch rasch verbessern. Durch den Betrieb im Sub-GHz-Band oder in einem lizenzierten Mobilfunkspektrum und die relativ geringe Datenbandbreite (10 Bit pro Nachricht) können LPWANs eine Reichweite im zweistelligen Kilometerbereich erzielen. Diese größere Reichweite wirkt sich auf die Nutzung des IoT und der Machine-to-Machine-Kommunikation (M2M) für die Smart City, Gebäude- und Hausautomation sowie das industrielle IoT (IIoT) aus.
Laut ON World werden LPWAN-Dienste bis 2025 voraussichtlich ein Volumen von 75 Milliarden US-Dollar erreichen und mehr als 30 verschiedene Anwendungen in unterschiedlichsten Marktsegmenten weltweit bedienen. Die LPWAN-Technik hält nun Einzug in die Bereiche Transportwesen (vom Fernverkehr bis hin zu Elektrorollern), städtische Infrastruktur (Parkuhren, Gas- und Wasserzähler) sowie intelligente Landwirtschaft (Präzisions-Agrartechnik und Überwachung der Viehzucht).
Daniel Dooley
(na)
