Technik erklärt: IoT-Kommunikation, große Reichweite
Geprüft und aktualisiert im Oktober 2026.
Nach der Kommunikation auf kurze Distanz geht es in diesem Teil unserer IoT-Reihe um große Reichweiten: Techniken, die weite Strecken abdecken, von dicht bebauten Städten bis zu abgelegenen ländlichen Gebieten, und das für immer mehr Geräte, die fest installiert oder unterwegs sind.
Dies ist Teil 3 unserer IoT-Reihe nach Internet der Dinge (IoT) und IoT-Kommunikation, kurze Reichweite.
Was ist ein LPWAN?
Ein Low Power Wide Area Network (LPWAN) ist ein drahtloses Weitverkehrsnetz für die Kommunikation mit stromsparenden IoT-Geräten über große Entfernungen. Die Geräte verbinden sich mit einem privaten oder kommerziellen Funknetz oder mit der Cloud-Infrastruktur eines Drittanbieters.
Für IoT-Kommunikation über große Distanzen gibt es zwei Familien: Netze ohne und Netze mit Mobilfunk.
Netze ohne Mobilfunk
LoRa und LoRaWAN
Long Range (LoRa) ist eine Funktechnik im lizenzfreien Spektrum, mit der sich private oder öffentliche LPWANs aufbauen lassen. LoRa bezeichnet das Modulationsverfahren (physikalische Schicht), LoRaWAN das darauf aufsetzende Protokoll, das die Netzkommunikation regelt. Gepflegt wird LoRaWAN von der LoRa Alliance. Die Geräte brauchen ein LPWAN-Gateway.
Sigfox
Sigfox ist ein weltweites öffentliches LPWAN. Unternehmen können darüber IoT-Geräte einsetzen, ohne eine eigene Infrastruktur aufzubauen. Nach der Insolvenz des ursprünglichen Unternehmens 2022 hat das Unternehmen UnaBiz aus Singapur Technik und Netzbetrieb übernommen; das Netz läuft heute unter dem Namen Sigfox 0G. Die Geräte brauchen ein kompatibles Funkmodul (nicht kompatibel mit LoRa) und ein Abonnement, aber kein eigenes Gateway. Sigfox ist für sehr kleine Nachrichten gebaut: bis zu 12 Byte pro Uplink-Nachricht bei 100 Bit/s, in manchen Regionen 600 Bit/s.
Mobilfunknetze
Mit dem Ausbau von 5G schalten die Netzbetreiber in den meisten Ländern ihre 2G- und 3G-Netze ab; in Deutschland endete 3G im Jahr 2021. Für das IoT wurden zwei eigene Mobilfunktechniken entwickelt, oft Mobile IoT genannt: NB-IoT und LTE-M. Beide nutzen die bestehende LTE-Infrastruktur und bleiben neben 5G nutzbar.
Narrowband IoT (NB-IoT)
NB-IoT ist eine LPWAN-Funktechnik in Mobilfunknetzen. Sie bietet sehr gute Abdeckung in Gebäuden für viele Geräte, arbeitet mit günstigen Funkmodulen und ermöglicht lange Batterielaufzeiten. In Europa und Asien ist NB-IoT weit verbreitet. Am besten passt es zu fest installierten Geräten, die kleine Datenmengen senden, denn bei einem Zellwechsel müssen sich die Geräte neu anmelden. Ein Gateway brauchen sie nicht, um ihren Backend-Server zu erreichen.
LTE-M
LTE-M (Long Term Evolution for Machines, auch LTE Cat-M1) nutzt die bestehende 4G/LTE-Infrastruktur und bietet Datenraten um 1 Mbit/s bei geringer Latenz sowie Sprachübertragung per VoLTE. LTE-M unterstützt den Handover zwischen Funkzellen, Daten gehen also auch in Bewegung nicht verloren. Damit ist LTE-M die bessere Wahl für mobile Geräte und Roaming, etwa für Asset-Tracker oder Fahrzeugtelematik. Abonnements gibt es bei den Mobilfunkanbietern wie für Smartphones.
Techniken kombinieren
Manche Geräte nutzen mehrere Techniken gleichzeitig. Asset-Tracker verbinden oft ein Mobilfunkmodem, das Daten von überall sendet, ob das Gerät steht oder fährt, mit einer lokalen Funktechnik wie LoRaWAN oder Bluetooth, die Messwerte angeschlossener Sensoren einsammelt, etwa von Tür-, Temperatur- oder Feuchtesensoren. Als dieser Beitrag zuerst erschien, war BlackBerry Radar ein Beispiel für diese Bauweise.
Vergleich
Die Werte sind typische Angaben; tatsächliche Reichweite und Datenrate hängen von Region, Netzbetreiber und Konfiguration ab.
| Sigfox | LoRaWAN | NB-IoT | LTE-M | |
|---|---|---|---|---|
| Spektrum | lizenzfrei | lizenzfrei | lizenziert | lizenziert |
| Netz | öffentlich | privat oder öffentlich | öffentlich | öffentlich |
| Reichweite | bis ca. 13 km | bis ca. 11 km | bis ca. 15 km | bis ca. 11 km |
| Datenrate | 100 Bit/s (in manchen Regionen 600 Bit/s) | bis ca. 50 kbit/s | bis ca. 150 kbit/s | ca. 1 Mbit/s |
| Nutzdaten pro Nachricht | 12 Byte | bis 243 Byte | bis 1.600 Byte | IP-Pakete |
| Sicherheit | AES 128 Bit | AES 128 Bit | 3GPP (128/256 Bit) | 3GPP (128/256 Bit) |
| Mobilität | eingeschränkt | eingeschränkt | fest installierte Geräte | Handover und Roaming |
Für LoRaWAN ergänzen Community-Netze wie The Things Network die öffentliche Abdeckung in vielen Ländern. Ob NB-IoT und LTE-M verfügbar sind, hängt vom Netzbetreiber ab. Prüfen Sie Abdeckung und Roaming-Vereinbarungen deshalb für jedes Land, in dem Ihre Geräte arbeiten sollen.
Fazit
Bei der IoT-Kommunikation gibt es keine Lösung, die für alles passt. Sie können aber eine Technik wählen, die die meisten Ihrer Anwendungsfälle abdeckt. Manchmal laufen zwei IoT-Netze nebeneinander, und dann hilft ein Aggregator: ISEC7 SPHERE überwacht IoT-Geräte und gibt ihre Daten an Werkzeuge wie Microsoft Teams, ServiceNow oder BlackBerry AtHoc weiter, beschrieben in unserem englischsprachigen Beitrag IoT Device Management Made Easy. Wenn Ihre Mobilfunk-IoT-Geräte eine eSIM nutzen, lesen Sie auch Technik erklärt: Embedded SIM (eSIM).
Der letzte Teil, IoT-Kommunikation, Fazit, führt alles mit Entscheidungskriterien und Anwendungsfällen zusammen.
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