Das Low-Power-Wide-Area-Netz Sigfox weist in Deutschland bereits eine Netzabdeckung von rund 72 % auf. Ziel des Netzes: Die Bereitstellung einer besonders energiesparenden und kostengünstigen Netzanbindung, die global roaminggebührenfrei ist und mit der sich smarte Sensoren über Jahre und Jahrzehnte hinweg ohne Batteriewechsel betreiben lassen. Eine Lösung, die für den global exportierenden deutschen Maschinen- und Anlagenbau interessant sein kann, da Sigfox bereits auf allen fünf Kontinenten und in 45 Ländern präsent ist. Bis Ende 2018 soll das Netz auf 60 Länder ausgeweitet werden.

Standortverfolgung zu Land, Wasser und Luft

Der Multisensor Sens’it Discover: Er soll Entscheider zu einem Sigfox-Einsatz inspirieren. Sigfox stellt für den Sensor die gesamte IP sowie auch Schaltpläne als Open Source bereit, sodass OEM diese IP schnell in eigene Systeme intergieren können. Alternativ dazu gibt es eine Vielzahl von fertigen Sigfox-Komponenten wie USB-Sticks, mPCE-Karten, Arduino und Raspberry Pi.

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Manche Unternehmen installieren bereits Lokalisierungstracker in ihre Produkte. Louis Vuitton beispielsweise stellte schon Kofferserien vor, mit denen Passagiere ihr aufgegebenes Gepäck auf großen Flughäfen tracken können. Michelin nutzt das Sigfox-Netz zur Ortung seiner Hochsee-Container. Piloterfahrungen sowie ergänzende Untersuchungen haben Michelin davon überzeugt, dass sich durch das Echtzeit-Tracking bis zu 10 % der auf dem Seeweg befindlichen Warenbestände einsparen, die Genauigkeit der voraussichtlichen Ankunftszeit um bis 40 % steigern und Warenflussabbrüche durch außergewöhnliche Ereignisse wie Unwetter um bis zu 75 % reduzieren lassen. 

Predictive Maintenance

Lässt sich Sigfox aber auch für Predictive Maintenance im Maschinen- und Anlagenbau einsetzen? Durchaus, allerdings mit einem Wertmutstropfen: Die Daten-Begrenzung auf zwölf Byte und 140 Nachrichten pro Tag und Device. Sie ist der Preis dafür, dass das Sigfox-Netz in Bereichen des Sub-GHz-Bands funkt, die weltweit lizenzfrei nutzbar sind und damit den Service auch von Anfang an günstig machen, die erlaubte Bandbreite aber beschränken. Doch zwölf Byte sind für die meisten Zustands- und Alarmmeldungen absolut hinreichend, und rund alle zehn Minuten eine Nachricht empfangen zu können, sollte allemal ausreichen, wichtige Maschinendaten für Predictive Maintenance zu erhalten. Zudem sind die Vorteile gegenüber konventionellen Funknetzen sowie auch gegenüber LPWANs, die im lizenzierten Funknetz der Mobilfunkbetreiber angeboten werden, enorm. 

Dies betrifft einmal die Kosten: Während vergleichbare Module alternativer Funkverbindungen erst ab rund fünf Euro verfügbar sind, sind Sigfox-Module bereits ab zwei Euro zu haben. Zudem liegen die Verbindungsentgelte, die der Anwender noch nicht mal managen muss, weil der Device-Hersteller die Lizenzgebühren mit Sigfox abrechnet, zumeist nur zwischen ein Euro und acht Euro pro Jahr.  Es gibt auch schon SIM-Karten für LTE/GSM mit Sigfox-Kanal. So lässt sich Sigfox als Standard nutzen, um die wichtigen Daten zyklisch zu übermitteln. Sollte es dann mal wichtig sein, hohe Bandbreiten freizuschalten, lässt sich die LTE/GSM-Verbindung aufbauen. 

Hohe Zuverlässigkeit der­ ­Übertragung

Neben der Kostenseite ist aber auch die Zuverlässigkeit und Sicherheit des Netzes beziehungsweise der Schnittstelle zur Maschine und Anlage entscheidend. Bei den QoS bietet das lizenzfreie Sub-Gigahertz-Band Vorteile, da es dank der langen Funkwellen auch eine höhere Indoor-Tauglichkeit aufweist als Mobilfunknetze. Relativ störsicher ist die Übertragung:  Das Sigfox-Signal ist sehr schlank moduliert und wird parallel dreimal auf zufälligen Frequenz­bereichen versandt und ohne jeden Handshake mit einer spezifischen Basisstation von allen umgebenden Basisstationen empfangen und ausgewertet. Letztlich an die Kunden-Clouds übertragen wird aber nur eine der mehrfach redundant empfangenen Nachrichten.

Hohe Sicherheitsanforderungen

Die Netzabdeckung von Sigfox in Europa. Auch in den USA, Japan oder Australien befindet sich das netz bereits im Ausbau. In Deutschland soll bis Ende 2018 eine Netzabdeckung von 85 % erreicht werden - Stand Mai 2018 sind rund 72 % erreicht.

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Besonders sicher ist die Sigfox-Schnittstelle dadurch, dass sie nicht an das Internet angebunden ist und aus Energiespargründen auch in den Tiefschlaf fällt, wenn sie nicht gebraucht wird – wer nicht online ist, kann auch nicht gehackt werden! Zudem sind die 140 × 12 Byte wenig attraktiv für den Missbrauch der Devices als Denial-of-­Service-Angreifer auf andere Server. Hacker könnten Nachrichten auch niemals direkt an diese absetzen, da eine strikt geregelte Kommunikationsfolge der Devices ausschließlich Nachrichten an die Sigfox-Cloud ermög­licht. Die Logik des Sigfox-Netzes ­bietet damit eine hohe Sicherheit. Zudem gibt es zukünftig auch die Option, neben der Daten- und Nachrichten- und Übertragungskanalverschlüsselung auch Secure Elements auf den Devices einzusetzen, um so letztlich eine sichere End-to-End-­Vernetzung zwischen der Kunden-Cloud und den Devices sicherstellen zu können.

Autor: 
Aurelius Wosylus ist Country & Sales Director bei Sigfox Germany

Ein globales Netz für Milliarden Devices

Eine landesweite Sigfox-Netzabdeckung steht in Europa in Frankreich, Spanien, den Niederlanden, Luxemburg, Belgien, Portugal, Irland, Dänemark, der Tschechischen Republik und Malta zur Verfügung. Aktuell ausgerollt wird es in Deutschland, Großbritannien, Schweden, Finnland, Schweiz, Kroatien, der Slowakei Estland und Ungarn. Global sind zudem schon Singapur und Neuseeland ausgebaut und im Aufbau befindlich sind die USA, Japan, Hongkong, Taiwan, Südkorea und Australien sowie die Länder Mauritius, das Sultanat Oman, Brasilien, Mexiko, Kolumbien, Südafrika, Argentinien, Tunesien, Thailand, Chile, Ecuador, Panama, El Salvador, Malaysia, den Vereinigten Arabischen Emiraten und Costa Rica (Stand: Mai 2018).