Das Wichtigste in Kürze
Funkphysik & Skalierung
Beim Aufbau großflächiger IoT-Netzwerke in Städten, Wohnquartieren oder Industrieanlagen stehen Entwickler und Planer vor einer physikalischen Herausforderung: Je mehr Sensoren im lizenzfreien 868-MHz-Band gleichzeitig Daten senden, desto häufiger überschneiden sich die Funksignale. Die Folge sind sogenannte **Funkkollisionen**, bei denen Datenpakete verloren gehen und Messwerte unvollständig bleiben.
Während bei kleinen Testaufbauten mit wenigen Dutzend Geräten Funkstörungen kaum ins Gewicht fallen, entscheidet das Übertragungsverfahren bei Skalierungen auf Tausende von Endgeräten über den Erfolg des gesamten Projekts. Ein unvoreingenommener Blick auf die Daten zeigt erhebliche Unterschiede zwischen etablierten LPWAN-Standards wie LoRaWAN und der mioty®-Technologie.
Datenanalyse
Herkömmliche LPWANs wie LoRaWAN nutzen zumeist das unkoordinierte ALOHA-Zugriffsverfahren. Sendet ein Gerät ein Paket ab, belegt es für die Dauer der Übertragung eine Frequenz am Stück. Treffen zwei Pakete unterschiedlicher Sensoren zeitgleich auf demselben Kanal ein, kollidieren sie – beide Nachrichten gehen verloren.
Die nachfolgende interaktive Grafik illustriert die modellierte **Paketverlustrate bei steigender Netzdichte** (Sensoren pro Gateway im EU-868-MHz-Band):
*Modellrechnung im EU-868-MHz-Band bei regelmäßigen Sendeintervallen (Submetering/IIoT).*
Der Knickpunkt der ALOHA-ArchitekturBis ca. 2.500 Sensoren pro Gateway bleibt der Paketverlust bei LoRaWAN moderat unter 10 %. Ab 5.000 bis 10.000 Geräten steigt die Ausfallquote durch Eigeninterferenzen jedoch exponentiell an und erreicht bei 15.000 Geräten über 50 %.
Technologische Lösung
Um die Grenzen der klassischen Punkt-zu-Punkt-Übertragung zu überwinden, nutzt der ETSI-Standard mioty® das Telegram Splitting Verfahren. Dabei wird jede Nachricht im Sensor in viele kleine Teilpakete (Sub-Pakete) zerlegt und über Zeit und Frequenz verteilt versendet.
An der Mioty Base Station setzt eine Vorwärtsfehlerkorrektur (FEC) das Originalpaket wieder zusammen. Selbst wenn durch starke Funkstörungen oder andere Sender bis zu 50 % der Teilpakete zerstört werden, wird die Nachricht zu 100 % korrekt rekonstruiert.
Wie die vergleichende Kurve verdeutlicht, bleibt die Datenübertragungsrate bei mioty® selbst bei extremen Lasten von 30.000 Sensoren je Empfänger stabil bei über 98–99 %. Dies ist besonders entscheidend in Bereichen wie Submetering & Smart Building, wo Stichtagsablesungen rechtssicher und unlückenhaft erfasst werden müssen.
Praxis & Infrastruktur
Höhere Störfestigkeit bedeutet nicht nur höhere Datensicherheit, sondern spart direkt Infrastrukturkosten:
LUPUS Experten-Tipp: Netzwerke unter Reallast evaluierenPrüfen Sie vor großen Ausschreibungen nicht nur die Reichweite auf dem freien Feld, sondern testen Sie das Netz unter Volllast im Zielgebäude. Mit dem 30-Tage-Testpaket für LUPUS mySAC inklusive AVA2 Gateway und Sensoren können Sie das Übertragungsverhalten in Ihrer eigenen Umgebung risikofrei evaluieren.
Zusammenfassung
Funkkollisionen sind der lautlose Flaschenhals vieler LPWAN-Projekte. Während LoRaWAN in kleineren Netzen gute Dienste leistet, gerät das System bei hohen Gerätedichten an physikalische Grenzen. mioty® löst dieses Grundproblem durch Telegram Splitting und bietet eine extrem skalierbare, kollisionsfreie Lösung für Industrie, Stadtwerke und Immobilienwirtschaft.
Über den Autor
Philip Wolff
Geschäftsführer, LUPUS-Electronics GmbH
Philip Wolff ist Mitgründer und Geschäftsführer der LUPUS-Electronics GmbH in Landau in der Pfalz. Das Unternehmen entwickelt hochmoderne Sicherheitstechnik sowie offene, skalierbare mioty®-IoT-Lösungen für Versorgungsunternehmen, Kommunen und Industrie.