Sicherung kritischer Infrastrukturen - Einsatz von LoRaWAN® für SmartGrid-Netzwerke

LoRaWAN® ist ein drahtloses Protokoll mit geringem Stromverbrauch und steht für „Long Range Wide Area Network“. Es ist wird für drahtlose batteriebetriebene Geräte in regionalen, nationalen oder globalen Netzwerken verwendet.

In ganz Wien gibt es ein kostengünstiges LoRaWAN®-Netz. Mit GPS-fähigen LoRaWAN®-Sensoren werden von der MA 48, Wien Digital und Wien Energie Standortdaten von Mulden erfasst. Die verbundenen Geräte müssen dabei nicht an das Stromnetz angeschlossen werden. Batterien liefern die benötigte Energie und sind dabei extrem wartungsarm.

Die LoRaWAN®-Kommunikation ist entsprechend der LoRa-Alliance Spezifikation auf mehreren Ebenen end-to-end verschlüsselt und damit ausgesprochen sicher.

Authentifizierung und Verschlüsselung spielen eine wichtige Rolle, da die Sensornetzwerke von der Stadtverwaltungen, Energieversorgern und Unternehmen im industriellen Umfeld eingesetzt werden. Eine Verschlüsselung wird vom Standard unterstützt, ist aber nicht zwingend erforderlich.

Der weltweit größte LoRaWAN®-Smart-Meter-Einsatz mit Hunderttausenden Stromzählern, die das drahtlose Kommunikationsprotokoll LoRaWAN®mit großer Reichweite und geringem Stromverbrauch unterstützen, umfasst auch SmartGrid Intelligent mit autonomer Steuerung der Straßenbeleuchtung und befindet sich in St. Petersburg in Rußland.

Messung der Signalstärke an Testpunkten in der Stadt St. Petersburg:

• Test Point 1.1 Max: 75%

• Test Point 1.1 Min: 25%

• Test Point 1.2: 0%

• Test Point 1.2.5: 50%

• Test Point 1.3: 0%

• Test Point 1.4: 0%

• Test Point 2.1: 50%

• Test Point 2.2.5: 0%

• Test Point 3.1 Max: 75%

• Test Point 3.1 Min: 25%

• Test Point 3.2.5: 0%

Zur Messung wurde ein portables LoRaWAN®-Board mit Batterie stromversorgt und mittels Stabantenne die Signalstärke über einen UART ausgelesen.

Wo wird LoRaWAN® noch eingesetzt?

LoRaWAN® wird weltweit für Smart Metering (Wasser, Gas, Strom) und andere Infrastrukturanwendungen eingesetzt. Besonders stark verbreitet ist es in Europa und Asien, aber auch in Nordamerika, Lateinamerika und Teilen Afrikas.

Frankreich:

• Einer der größten Märkte weltweit

• Landesweite Netze von Orange und Bouygues Telecom

• Millionen vernetzte Wasser- und Gaszähler (u.a. über Veolia/Birdz)

Vereinigtes Königreich

• Nationale IoT-Netze über The Things Network und Everynet

• Einsatz bei Wasserwerken wie Severn Trent

• Smart Water, Gasüberwachung, Leckageerkennung

China nutzt LoRaWAN®in großem Umfang für, Wasserzähler in Megastädten, Industrieparks und Energieverteilnetze mit teilweise hunderttausende bis Millionen Geräte pro Stadt.

Für Smart Metering gehört es mittlerweile zu den führenden LPWAN-Technologien weltweit.