// Wissen · Vergleich

LoRaWAN vs. NB-IoT — LPWAN für batteriebetriebene Sensoren

LoRaWAN und NB-IoT sind die beiden grossen LPWAN-Technologien: beide bringen kleine Datenmengen über Kilometer und lassen Sensoren jahrelang mit einer Batterie laufen. Der fundamentale Unterschied: LoRaWAN funkt im lizenzfreien 868-MHz-Band und lässt sich selbst betreiben, NB-IoT läuft im lizenzierten Spektrum eines Mobilfunkanbieters — wobei Swisscom NB-IoT inzwischen zugunsten von LTE-M aufgegeben hat.

LoRaWAN

Herausgeber
LoRa Alliance, ein offener Industrie-Zusammenschluss; LoRaWAN ist der offene Netzwerk-Standard, der auf der Funktechnik LoRa aufsetzt
Netzaufbau (Topologie)
Stern-von-Sternen: Sensoren funken zu Gateways, die Gateways sind sternförmig mit dem zentralen Netzwerk-Server verbunden
Geräteklassen
Klasse A (sparsamst, hört nur kurz nach dem Senden), Klasse B (zusätzliche, fest geplante Empfangsfenster), Klasse C (fast immer empfangsbereit, dafür höherer Verbrauch)
Aktivierung
OTAA (Anmeldung per Funk, empfohlen, Schlüssel werden bei jeder neuen Anmeldung frisch ausgehandelt) oder ABP (Schlüssel fest im Gerät hinterlegt, einfacher, aber weniger sicher)
Funkbereich (Europa)
868-MHz-Band, ein frei nutzbarer Funkbereich; unterliegt einer gesetzlichen Sendezeit-Begrenzung (Duty-Cycle, meist rund 1 Prozent der Zeit pro Frequenz-Sub-Band, also grob 36 Sekunden Sendezeit pro Stunde)
Verschlüsselung
Ende-zu-Ende mit AES-128; NwkSKey sichert die Echtheit auf Netzwerk-Ebene, AppSKey verschlüsselt die eigentlichen Nutzdaten bis zum Anwendungs-Server

NB-IoT & LTE-M

Voller Name
Narrowband-IoT (LTE Cat-NB1/NB2) und LTE-M (LTE Cat-M1)
Standard
3GPP Release 13 (2016), wird in 5G weitergeführt
Spektrum
lizenzierte Mobilfunk-Bänder, läuft auf bestehenden LTE-Masten
Bandbreite
NB-IoT: 200 kHz · LTE-M: 1,4 MHz
Datenrate
NB-IoT: einige Dutzend kbit/s · LTE-M: bis ca. 1 Mbit/s
Batterielaufzeit
bis ca. 10 Jahre dank PSM/eDRX-Schlafmodi

// Wofür sie gemacht sind

LoRaWAN: gut geeignet für

  • Wenn Sensoren über weite Strecken senden müssen: Ein LoRaWAN-Signal reicht in der Stadt grob 2 bis 5 Kilometer, auf flachem Land bis über 10 Kilometer, je nach Umgebung.
  • Wenn Geräte jahrelang mit einer Batterie laufen sollen, weil ein Sensor die meiste Zeit schläft und nur kurz und selten funkt, je nach Sendehäufigkeit 5 bis 10 Jahre mit einer einzigen Knopf- oder AA-Batterie.
  • Wenn es um kleine, seltene Datenmengen geht, etwa einen Zählerstand oder einen Messwert alle paar Minuten oder Stunden. Pro Nachricht passt nur so viel wie eine kurze SMS, ein Foto ginge nie.
  • Wenn du ein eigenes Funknetz ohne SIM-Karte und ohne monatliche Mobilfunk-Gebühr aufbauen willst, weil LoRaWAN im frei nutzbaren Funkbereich arbeitet und ein einziges Gateway in der Praxis mehrere tausend Sensoren versorgt.
  • Wenn du selbst entscheiden willst, ob du ein eigenes, privates Netz betreibst oder einen öffentlichen Anbieter beziehungsweise das kostenlose The Things Network mitnutzt.

LoRaWAN: weniger geeignet für

  • Für grosse Datenmengen wie Bilder, Video-Streams oder Software-Updates ist LoRaWAN zu langsam; hier passt besser WLAN (der Funk-Klassiker mit hohem Durchsatz) oder Mobilfunk wie LTE-M und NB-IoT (sparsame Handynetz-Varianten für Geräte, mit SIM-Karte und meist monatlicher Gebühr).
  • Wenn ein Gerät jederzeit sofort eine Antwort empfangen muss, passt der sparsame Standardmodus (Klasse A) nicht, denn er lauscht nur kurz nach dem Senden. Dann braucht es Klasse C (immer empfangsbereit) oder gleich Mobilfunk.
  • Für sehr häufiges Senden im Sekundentakt bremst die gesetzliche Sendezeit-Begrenzung im 868-MHz-Band; hier ist WLAN oder Mobilfunk die bessere Wahl.
  • Für sehr grosse, dicht funkende Sensormengen skaliert LoRaWAN nicht beliebig: Senden zu viele Geräte zu oft, stossen die Funknachrichten zusammen und gehen verloren; dann lohnt sich eine seltenere Sendung oder ein anderes Netz wie Mobilfunk.

NB-IoT & LTE-M: gut geeignet für

  • Für Geräte an schwierigen Orten wie Keller, Schächte oder Unterflur-Container, weil das schmalbandige NB-IoT-Signal Beton und Erde durchdringt.
  • Für Batteriegeräte mit jahrelanger Laufzeit, weil die Schlafmodi PSM und eDRX das Gerät über 99 Prozent der Zeit schlafen lassen — bis zu rund zehn Jahre pro Batterie.
  • Für verstreute Geräte im ganzen Land, weil das Provider-Netz schon steht — SIM einsetzen statt eigene Gateways montieren.
  • Für bewegte Objekte wie Tracker (mit LTE-M), weil Handover und Roaming den Mast- und Länderwechsel unterwegs erlauben.
  • Für Anwendungen mit Zuverlässigkeits-Anspruch, weil das lizenzierte Spektrum dem Provider allein gehört — kein Gedränge wie in den freien Funkbändern.

NB-IoT & LTE-M: weniger geeignet für

  • Für grosse Datenmengen wie Bilder oder Video, weil NB-IoT nur einige Dutzend kbit/s schafft; besser LTE/5G oder WLAN.
  • Für harte Echtzeit, weil Schlafzyklen und Latenzen (bei NB-IoT bis in den Sekundenbereich) keine schnellen Reaktionen erlauben; besser kabelgebundene Feldbusse oder 5G.
  • Für viele Sensoren auf dem eigenen Areal ohne laufende Kosten, weil pro Gerät ein SIM-Abo anfällt; besser LoRaWAN mit eigenem Gateway.
  • Für bewegte Geräte mit NB-IoT, weil NB-IoT keinen Handover kennt und die Verbindung beim Mastwechsel abreisst; besser LTE-M.

// Wann was?

Nimm LoRaWAN, wenn …

  • Nimm LoRaWAN, wenn du das Netz selbst kontrollieren willst: eigene Gateways für wenige hundert Franken decken ein Werksgelände oder eine Gemeinde ab, ohne SIM-Karten und ohne Abhängigkeit vom Provider.
  • Nimm LoRaWAN für Flächen ohne gute Mobilfunkabdeckung: Alpwiesen, Keller, abgelegene Messstellen — ein gezielt platziertes Gateway löst das Problem lokal.
  • Nimm LoRaWAN, wenn die Kosten pro Sensor zählen: Module sind günstig, laufende Netzkosten entfallen im Eigenbetrieb komplett.
  • Nimm LoRaWAN, wenn seltene, kleine Uplinks reichen: Zählerstände, Pegel, Temperatur — mit dem 1-Prozent-Duty-Cycle und wenigen Bytes pro Nachricht kommst du gut zurecht.

Nimm NB-IoT & LTE-M, wenn …

  • Nimm NB-IoT, wenn Geräte mobil oder weit verstreut sind und dein Einsatzland ein stabiles NB-IoT-Netz hat — Abdeckung kommt vom Mobilfunk, ohne eigene Gateways.
  • Nimm NB-IoT, wenn du zuverlässigen Downlink und geringere Latenz brauchst, etwa für Ventilsteuerungen oder quittierte Kommandos — hier ist LoRaWAN klar limitiert.
  • Nimm NB-IoT für tiefe Gebäudedurchdringung im Versorgungsgebiet: das hohe Link Budget erreicht Zähler im Untergeschoss, wo normales LTE aufgibt.
  • Prüfe für die Schweiz zuerst LTE-M: Swisscom hat NB-IoT zugunsten von LTE-M aufgegeben — für neue Schweizer Projekte ist LTE-M der praktikable Mobilfunk-Weg.

// Fazit

Die Lehrbuch-Antwort «LoRaWAN privat, NB-IoT über den Provider» stimmt technisch weiterhin, in der Schweiz hat sich das Bild aber verschoben: Swisscom hat NB-IoT eingestellt und setzt für LPWAN-Anwendungen auf LTE-M. Für neue Schweizer Projekte heisst die realistische Wahl darum meist LoRaWAN (selbst betrieben) gegen LTE-M (Mobilfunk). LoRaWAN gewinnt bei Kostenkontrolle und Eigenbetrieb, Mobilfunk bei Mobilität, Downlink und schweizweiter Abdeckung ab Tag eins. Bei internationalen Rollouts lohnt der Blick pro Land, welche Netze wirklich verfügbar bleiben.

// Häufige Fragen

Gibt es NB-IoT in der Schweiz überhaupt noch?

Swisscom hat den Betrieb von NB-IoT eingestellt (Abschaltung per Ende 2025 angekündigt) und empfiehlt für stromsparende Weitbereichs-Anwendungen LTE-M, das schweizweit verfügbar ist. Wer Geräte für den Schweizer Markt plant, sollte auf LTE-M-fähige Module setzen; viele Chipsätze unterstützen ohnehin beides. Für Projekte im Ausland lohnt sich die Prüfung je Land, da NB-IoT dort teils weiter ausgebaut wird.

Wie lange hält die Batterie bei LoRaWAN und NB-IoT wirklich?

Beide Technologien erreichen bei sparsamen Profilen 5 bis 10 Jahre mit einer Lithium-Batterie — aber nur, wenn das Gerät selten sendet und sauber schläft. Bei NB-IoT/LTE-M hängen die Werte stark von PSM- und eDRX-Einstellungen des Netzes ab, bei LoRaWAN vom Spreading Factor: schlechter Empfang (SF12) kostet ein Vielfaches der Energie von SF7. Die Sendehäufigkeit ist in beiden Fällen der grösste Hebel.

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