LoRaWAN-Netzwerkserver leicht gemacht

Vergleich

Bei der Entscheidung zwischen einem integrierten LNS und einem cloudbasierten LNS (erhältlich bei Dienstleistern wie TTN oder Loriot) ist es wichtig, die jeweiligen Stärken und Schwächen jeder Lösung zu berücksichtigen. Wenn die Anwendung nur eine geringe Anzahl von Sensoren in einer lokalisierten Umgebung erfordert, ist ein integriertes LNS in der Regel eine gute Lösung. Allerdings sind die Verwaltungsmöglichkeiten und die Skalierbarkeit einer solchen Lösung immer eingeschränkter als bei einem Netzwerk (oder einem Netzwerk von Netzwerken), das über die Cloud koordiniert wird.

Eine detailliertere Erläuterung der in der obigen Tabelle hervorgehobenen Funktionen folgt:

4G-Daten – Kosten und Risiken

Allzu oft werden die detaillierten Überlegungen zur Nutzung eines Mobilfunknetzes für den Backhaul anstelle einer „kabelgebundenen“ oder „Breitband“-Verbindung vor der Bereitstellung nicht vollständig durchdacht und auch von den Lösungsanbietern nicht klar erläutert.

Mobilfunk-Backhaul zum Internet bietet eine unvergleichliche Flexibilität bei der Bereitstellung und ist für viele Netzwerke ein unverzichtbares Werkzeug. Die Tatsache, dass es grundsätzlich weniger zuverlässig und potenziell viel teurer als eine Breitband-Internetverbindung ist, wird jedoch in vielen Fällen übersehen oder nicht gewürdigt.

Ein integriertes LNS im Gateway trägt zwar wahrscheinlich nicht zur Zuverlässigkeit des Backhaul bei, kann jedoch Kosten und Risiken deutlich reduzieren. Durch die lokale Whitelistung nur zugelassener Sensoren und die Übertragung ausschließlich von Anwendungsdaten (nicht aller LoRa-Verwaltungsdaten) lässt sich das Mobilfunkdatenvolumen im Vergleich zu einer cloudbasierten Implementierung erheblich reduzieren.

Dies wird kommerziell sehr bedeutsam, wenn Roaming*-SIM-Karten (auch bekannt als Multi-Netzwerk-SIM-Karten) in der Anwendung verwendet werden, da die Kosten pro GB übertragener Daten relativ sehr hoch sein können.

Es ist auch wichtig zu berücksichtigen, dass ein LoRa-Gateway oder eine Sammlung von Gateways als verteilte Antenne fungiert, die Datenpakete von Sensoren weiterleitet, die nichts mit der primären Anwendung zu tun haben. Nichts hindert daran, dass in den folgenden Monaten oder Jahren ein, hundert oder tausend Sensoren innerhalb der RF-Reichweite des/der Gateways eingesetzt werden, wodurch sich der Mobilfunkdatenverkehr erhöht.

Einige betrachten dies als „ungebundenes Risiko“, wobei nur eine lokale Whitelist und integriertes LNS eine praktikable Option darstellen, um das Risiko vollständig zu beseitigen. Gute Netzwerküberwachungstools und gründliche Proof-of-Concept-Tests tragen dazu bei, das Risiko der Datennutzung in allen auf Mobilfunkkommunikation basierenden Anwendungen zu mindern.

Server-Ausfallsicherheit

Redundanz lässt sich für einen cloudbasierten LNS leicht erreichen, indem Standardtechniken für Netzwerke und Rechner eingesetzt werden, die bereits für andere Arten von Online-Diensten weit verbreitet sind. Die Qualität der Redundanz lässt sich leicht beurteilen, indem Sie Ihren LNS-Anbieter nach den Einzelheiten fragen. Der Umfang des vom Anbieter angebotenen SLA ist ein guter Maßstab für das Vertrauen, das dieser in sein eigenes System hat.

Ein integriertes LNS existiert in der Regel als einzelne Instanz eines LNS-Dienstes auf einer relativ leistungsschwachen Rechenmaschine im LoRa-Gateway selbst. Das bedeutet, dass der Spielraum für „Ausfallsicherheit“ sehr begrenzt ist, abgesehen davon, dass sichergestellt werden muss, dass die gewählte Hardware- und Softwareplattform so stabil und zuverlässig wie möglich ist. Umfangreiche Soak-Tests sind eine der wenigen konkreten Möglichkeiten, um die Zuverlässigkeit von LoRaWAN-Gateways mit integriertem LNS zu überprüfen.

Die Überprüfung der voraussichtlichen Anzahl von Firmware-Upgrades pro Jahr oder die Anfrage nach Nachweisen über die Anzahl der Firmware-Erweiterungen im Vorjahr kann ein Hinweis auf den Typ des Geräts sein, das Ihnen angeboten wird.

Zentralisiertes Netzwerkmanagement

Bei Verwendung eines integrierten LNS ist eine zentralisierte Verwaltung ohne Workarounds oder zusätzliche Software, die das Rad quasi neu erfindet, deutlich weniger realisierbar.

Ein cloudbasiertes LNS kann einen klaren Netzwerküberblick, umfassende Metadaten, vollständige Funkausführlichkeit sowie Einblicke und Warnmeldungen zum Gateway bieten. Dies ist wohl die einzige Möglichkeit, große oder mandantenfähige Netzwerke in großem Maßstab zu verwalten.

Wiederkehrende Kosten

Einige IoT-Geschäftsfälle basieren darauf, die wiederkehrenden monatlichen Kosten auf ein Minimum zu reduzieren, um einen Service anzubieten, den Kunden als „preiswert“ oder „erschwinglich“ empfinden. In diesem Fall kann die Abschaffung von Gebühren für externe LNS-Anbieter eine Möglichkeit sein, Kosten zu senken und damit die für den Erfolg eines Vorhabens erforderlichen Kennzahlen zu erreichen. Letztendlich läuft es auf die typische „Make-or-Buy“-Entscheidung hinaus, mit den damit verbundenen Risiken und Vorlaufkosten, wenn Sie sich dafür entscheiden, „es selbst zu machen“.

Rechenleistung

Dank moderner Cloud-Computing-Techniken muss die Rechenleistung eines Online-LNS niemals durch die Verarbeitungskapazität der Server-Hardware selbst eingeschränkt werden. Dies ist jedoch ein sehr wichtiger Aspekt bei der Verwendung eines LoRaWAN-Gateways mit integriertem LNS, da solche Plattformen budgetgerecht konzipiert sein müssen und daher mit kostengünstigen Prozessoren ausgestattet sind. Auch der verfügbare RAM- und Flash-Speicher kann begrenzt sein. Dies bedeutet, dass die Leistung des LNS-Dienstes eingeschränkt sein kann, was in der Praxis zu einer eingeschränkten LoRa-Paketverarbeitungsfähigkeit führt.

Gateway-Anbieter geben häufig die Reichweite ihrer integrierten LNS-Fähigkeit an, indem sie die Anzahl der Sensoren angeben, die das Gateway + LNS effektiv verarbeiten kann. Eine typische Zahl liegt im niedrigen zweistelligen Bereich, was zwar eine erhebliche Einschränkung darstellt, aber dennoch bedeutet, dass ein integriertes LNS für eine Vielzahl unterschiedlicher LPWAN-Anwendungen in privaten LoRaWAN-Netzwerken eingesetzt werden kann.

Netzwerk-Roaming

Per Definition kann Network Roaming nur verwaltet werden, wenn das LNS in der Cloud vorhanden ist.

Fähigkeit zum Weiterverkauf von Netzwerkdiensten

Einer der grundlegenden „Wertversprechen“ beim Einsatz von LoRa-Netzwerken ist die Möglichkeit, anderen die Nutzung eines Netzwerks zu ermöglichen, das Sie für Ihre eigenen Zwecke aufgebaut haben.

Beispielsweise könnte ein Netzwerk, das auf dem Campus zu Umweltüberwachungszwecken eingerichtet wurde, einem Dritten zur Verfügung gestellt werden, der für andere Anlagen auf demselben Campus verantwortlich ist, wie beispielsweise Straßenbeleuchtung oder Mülleimer. Dadurch könnte der Dritte die Kosten für teurere GSM- oder kabelgebundene Lösungen einsparen und/oder Effizienzsteigerungen in seinem Betrieb erzielen.

Das Konzept des „gemeinsamen Netzwerks“ kann mit einem integrierten LNS umgesetzt werden, aber ein cloudbasiertes LNS eignet sich viel besser für diese Art der Implementierung, da es die langfristige Verwaltung und Skalierbarkeit einfacher und kostengünstiger macht, insbesondere wenn die Anzahl der Gateways zunimmt.