LoRaWAN Technologie Erklärt

Wirepas ist eine dezentrale Mesh-Netzwerktechnologie, die aufgrund ihrer Skalierbarkeit und ihres geringen Energieverbrauchs in groß angelegten IoT-Anwendungen zum Einsatz kommt. Im Gegensatz zu Netzwerken, die auf dedizierten Routern und Gateways basieren, arbeitet Wirepas mit einer Mesh-Topologie, bei der jedes Element im Netzwerk dynamisch direkte Verbindungen zu jedem anderen Element im Netzwerk herstellen kann. So entsteht eine einzige flexible Verbindungsebene, die ohne zusätzliche Infrastruktur von einer Handvoll Knoten bis zu Millionen von Geräten skaliert werden kann.

Wirepas Mesh ist ein dezentrales drahtloses Mesh-Kommunikationsprotokoll, was bedeutet, dass jeder Knoten im Netzwerk seine Rolle selbst wählt und seine Verbindungen entsprechend seiner Umgebung autonom aufrechterhält und optimiert. Es verfügt über zwei Betriebsmodi, die auf Knotenebene konfiguriert werden können: den Low-Energy-Modus für vollständig batteriebetriebene Netzwerke, in denen sogar batteriebetriebene Geräte Datenverkehr weiterleiten, und den Low-Latency-Modus für schnelle Übertragung über netzgespeiste Geräte – beide Modi können kombiniert werden, sodass batteriebetriebene Sensoren netzgespeiste Geräte als Übertragungsrückgrat nutzen. Gateways verbinden das Netzwerk mit dem Internet und spielen keine besondere Rolle bei der Netzwerkverwaltung, sodass sich ein System mit mehreren Gateways automatisch um diese herum als Multi-Gateway-System organisiert.

Im Gegensatz zu lizenzfreien Protokollen ist Wirepas kommerzielle Software – Entwickler erwerben eine Lizenz für die Wirepas-Software, um sie in ihre Funkhardware zu integrieren, und dieses Modell vermeidet aufwendige Verkabelung, kostspielige Netzwerkplanung und wiederkehrende Abonnements. Eine typische Wirepas-Implementierung umfasst:

• Endgeräte: Sensoren oder Knoten, auf denen der lizenzierte Wirepas-Stack läuft; diese sind bei den Hardware-Partnern von Wirepas erhältlich oder werden intern entwickelt.
• Sink-Geräte: Sie fungieren als Gateways, die das Mesh-Netzwerk mit dem Internet verbinden; ein Netzwerk kann mehrere Sinks zur Lastverteilung nutzen.
• Konnektivität: Sinks benötigen eine Internetverbindung über LAN, WLAN oder Mobilfunk-Backhaul.
• Netzwerkmanagement: Wirepas stellt Tools für Over-the-Air-Updates, die Bereitstellung und die Überwachung des Netzwerks nach der Bereitstellung bereit.

Wirepas-Netzwerke nutzen eine sichere Verschlüsselung nach dem AES-128-Standard zum Schutz der Daten während der Übertragung sowie Mechanismen für sichere drahtlose Updates und die Bereitstellung neuer Geräte. Da Routing-Entscheidungen lokal von jedem einzelnen Gerät getroffen werden und nicht über einen einzigen zentralisierten Pfad, gibt es keinen einzigen Schwachpunkt, auf den ein Angreifer abzielen könnte.

Nutzen Sie Wirepas für dichte, groß angelegte IoT-Implementierungen, bei denen Zuverlässigkeit und Skalierbarkeit wichtiger sind als der reine Datendurchsatz – typische Anwendungsbereiche sind intelligente Gebäude, Industrieanlagen und die Bestandsverfolgung. Da es keinen Single Point of Failure gibt, eignet es sich besonders gut für dichte Umgebungen, und da sich das Mesh selbstheilend aufbaut, ohne dass für jede kleine Gruppe von Geräten ein eigenes Gateway erforderlich ist, eignet es sich auch für Umgebungen, die zu groß oder zu dicht sind, als dass ein Netzwerk mit Sterntopologie sie kosteneffizient abdecken könnte.

Wirepas ist nicht auf eine einzige lange Verbindung angewiesen – jeder Sprung zwischen den Geräten umfasst in der Regel je nach Frequenzband und Umgebung eine Reichweite von einigen zehn bis zu einigen hundert Metern. Da bei Mesh-Netzwerken der Datenverkehr über mehrere Sprünge weitergeleitet wird, ist die Gesamtreichweite eines Wirepas-Netzwerks nicht durch eine einzelne Funkverbindung begrenzt; sie erstreckt sich so weit, wie Sie Knoten hinzufügen. Aus diesem Grund wurden Wirepas-Netzwerke bereits mit Zehntausenden, ja sogar Hunderttausenden von Geräten in einer einzigen Installation betrieben.