Was unterscheidet 5G, WLAN und LoRaWAN?

 5G-Campusnetze liefern die Grundlage für eine schnellere Übertragung von Daten bei höherer Datensicherheit und die hohen Bandbreiten, die für aktuelle und kommende Anwendungen nötig sind.

Unter anderem lassen sich automatisierte Prozesse umsetzen, Waren sicherer bewegen, die Mensch-Maschine-Kommunikation optimieren und fortschrittliche Technologien wie das Internet der Dinge (IoT) und Augmented (AR) oder Virtual Reality (VR) realisieren.

Aber ist ein 5G-Campusnetz für jeden Use Case die richtige Wahl? Oder gibt es andere Funktechnologien wie WLAN oder LoRaWAN, die in bestimmten Fällen besser geeignet sind?

Wie grenzen sich Funktechnologien untereinander ab?

Wer das passende Netzwerk für seinen spezifischen Anwendungsfall errichten will, braucht eine Funktechnologie, die den jeweiligen Anforderungen in puncto Reichweite, Datenrate, Latenz und Sicherheit genügt. Dabei kann ein Aspekt den anderen überwiegen:

• Ein Netzwerk, das als Grundlage zur Automatisierung einer Produktionsanlage dient, muss vor allem hohe Bandbreiten bei niedrigen Latenzen bieten, um Maschinen in nahezu Echtzeit steuern zu können.
• Beim Einsatz in Büroräumen kommt es weniger auf eine hohe Reichweite, sondern mehr auf zuverlässige Leistung bei hoher Sicherheit an.
• In der Landwirtschaft wiederum gibt es Anwendungen, im Umweltmonitoring oder in Smart-City-Projekten, die zwar eine enorme Reichweite benötigen, bei denen die Latenz aber nicht so wichtig ist.

Und so gibt es nicht das Netzwerk, das für alle Anforderungen am besten geeignet ist. Denn während 5G-Campusnetze die Vorteile von 5G in einem dedizierten Bereich nutzen, sind WLAN und LoRaWAN jeweils für ihre eigenen spezifischen Anwendungsbereiche optimiert.

Reichweiten

5G-Campusnetz: Kann eine große Fläche von bis zu 20 km abdecken, wobei die genaue Reichweite von der Infrastruktur und den eingesetzten Frequenzen abhängt.

WLAN: Da die Reichweite im Vergleich zu 5G und LoRaWAN auf rund 50 Meter begrenzt ist, eignet sich WLAN hauptsächlich für den Einsatz in Innenräumen und kleineren Bereichen wie Häusern, Büros oder Cafés.

LoRaWAN: Bietet eine lange, sich oft über mehrere Kilometer, erstreckende Reichweite und ist für IoT-Anwendungen konzipiert, bei denen Daten von weit entfernten Sensoren übertragen werden müssen. Die Datenübertragungsrate ist hierbei hingegen deutlich eingeschränkt.

Datenrate

5G-Campusnetz: Abhängig von der genauen Spezifikation und Konfiguration, bietet 5G extrem hohe Datenraten mit bis zu 10 Gbit/sec. 

WLAN: Bietet ebenfalls hohe Datenraten von 6,9 bis 9,6 Gbit/sec, allerdings hängen diese stark von der eingesetzten WLAN-Generation und den Umgebungsbedingungen ab.

 LoRaWAN: Hat eine relativ niedrige Datenrate von bis zu 50 Kbit/sec, da es für Anwendungen optimiert ist, bei denen Energieeffizienz und Reichweite im Vordergrund stehen.

Latenzen

5G-Campusnetz: Bietet sehr niedrige Latenzzeiten von unter einer Millisekunde, was besonders für Anwendungen wie autonomes Fahren, die Echtzeit-Kommunikation oder industrielle Automatisierung wichtig ist.

WLAN: Die Latenz ist mit in der Regel höher als bei 5G, aber immer noch ausreichend für die meisten alltäglichen Anwendungen.

LoRaWAN: Wurde für weniger zeitkritische IoT-Anwendungen entwickelt und daher ist die Latenz mit 1 bis 10 Sekunden deutlich höher als bei den beiden anderen Funktechnologien.

Sicherheit

5G-Campusnetz: Durch die dediziert genutzte Frequenz, fortschrittliche Verschlüsselungsverfahren und erweiterte Sicherheitsfunktionen wie „Bidirektionale Authentifizierung (SIM/eSIM)“ bietet 5G eine hohe Sicherheit

WLAN: Die freien, ungeschützten Frequenzen werden in der Regel über WPA2-PSK verschlüsselt und Zugriffe über diverse Authentifizierungsverfahren (Passwort, Mulit-Faktor-Authentifizierung) abgesichert.

LoRaWAN: Nutzt ebenfalls freie, ungeschützten Frequenzen, die allerdings Ende-zu-Ende verschlüsselt sind. Dazu muss bei jedem neuen ins IoT-Netwerk integrierte Gerät eine sogenannte „Aktivierung“ durchgeführt werden.

Einsatzgebiete

5G-Campusnetz: Ideal für umfassende industrielle und logistische Anwendungen, Telekommunikation, Retail, Augmented Reality, autonomes Fahren und andere Use Cases, bei denen es auf hohe Leistung ankommt.

WLAN: Wird meist für den allgemeinen Internetzugang in Innenräumen wie Büros, Video-Streaming, die Datenübertragung und ähnliche Anwendungen verwendet.

LoRaWAN: Ideal für IoT-Anwendungen, bei denen Sensoren über große Entfernungen hinweg Daten senden, wie z. B. in der Landwirtschaft, im Umweltmonitoring oder in Smart-City-Projekten.

Energieverbrauch

5G-Campusnetz: Je nach Anwendung kann der Verbrauch variieren, aber im Allgemeinen ist 5G für High-Performance-Anwendungen optimiert.

WLAN: Abhängig von der Nutzung, der Konfiguration und der Anzahl an Antennen liegt der Energieverbrauch in einem moderaten Bereich.

LoRaWAN: Um vernetzte Sensoren über lange Zeiträume mit einer einzigen Batterieladung betreiben zu können, ist LoRaWAN für einen niedrigen Energieverbrauch optimiert.

Verschiedene Funktechnologien, verschiedene Vorteile

Ganz klar: Jede Funktechnologie hat ihre individuelle Berechtigung. Klar ist aber auch, dass der Mobilfunkstandard 5G vor allem in der Industrie und den Bereichen Logistik, Telekommunikation und Retail das Potenzial zum Game Changer hat. Und während sich WLAN nach wie vor für die Vernetzung von Büroumgebungen eignet, ist LoRaWAN für IoT-Anwendungen ideal, bei denen es auf hohe Reichweiten bei niedrigem Energieverbrauch ankommt.

Denn ein zentrales Merkmal von 5G ist die Fähigkeit, eine nahtlose Kommunikation zwischen Maschinen, Sensoren und anderen Geräten in Echtzeit zu ermöglichen. Damit kann 5G die vernetzte Grundlage bilden, um ganze Produktionslinien mit sämtlichen Sensoren und Aktoren zu automatisieren.

Vor allem eignet sich 5G aber für Unternehmen, die auch zukünftig noch erfolgreich sein wollen. Denn die fünfte Mobilfunk-Generation steht nicht nur für erhöhte Datenübertragungsraten, sondern vor allem für eine transformative Technologie mit dem Potenzial, bisherige Betriebsabläufe im Sinne der Industrie 5.0 zu revolutionieren.

Industrie 5.0: Menschen unterstützen, nicht ersetzen

Denn während die Industrie 4.0 den Fokus auf Technologien wie das Internet der Dinge und Big Data legte, misst die Industrie 5.0 den menschlichen, ökologischen und sozialen Aspekten wieder mehr Bedeutung bei.

Dabei steht die Symbiose zwischen Menschen und Technik im Mittelpunkt: Durch den Einsatz kollaborierender Roboter sollen Mitarbeitende wertsteigernde Aufgaben ausführen können. So ist das Kernmerkmal von Industrie 5.0 die Etablierung hochgradig vernetzter und qualitativ hochwertiger Arbeitsumgebungen, die mehr Gestaltungsspielraum bieten und die den Menschen unterstützen und nicht ersetzen. Und dafür braucht es eben ein Netzwerk, dass eine nahtlose Kommunikation zwischen Maschinen, Sensoren und anderen Geräten in Echtzeit ermöglicht.

Konkrete Anwendungsbeispiele können der Connected Worker sein, der Maschinen via Remote-Support effektiver warten kann. Oder eine KI-gestützte Predictive Maintenance, die Ausfallzeiten minimiert und auch autonome Inspektionsroboter, die Routineaufgaben für Menschen in explosionsgefährdeten Umgebungen (ATEX & IECEx) übernehmen.

5G-Anwendungsräume mit Leben füllen

Sie merken: Jede Funktechnologie hat ihre Vor- und Nachteile, wobei 5G vor allem in industriellen Anwendungen das Potenzial zum Game Changer hat. Und wie bei jeder bevorstehenden Revolution gilt: Jetzt sind die Pioniere und Macher gefragt, die das Potenzial ausloten, ausschöpfen und die neue Technologie mit Anwendungsleben füllen.

Dann ist zu erwarten, dass 5G in vielen Bereichen neue Standards setzen wird: Mit schnellen Geschwindigkeiten, beeindruckenden Kapazitäten und einer nahezu sofortigen Reaktionsfähigkeit.

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