mioty-Technologie für Low Power Wide Area Networks und massive IoT-Anwendungen in neue SoC-Plattform von Silicon Labs integriert

Erlangen/Austin, Texas: Der standardisierte Fraunhofer-mioty-Protokollstack für Low Power Wide Area Networks- (LPWAN) und IoT-Anwendungen ist in der neuesten Generation der drahtlosen bidirektionalen Sub-GHZ-SoC-Plattformen (System on Chip) der Serie 2 EFR32FG23 (FG23) von Silicon Labs implementiert und getestet worden. Die Multi-Core-Lösung zeichnet sich durch extrem niedrigen Stromverbrauch beim Senden und Empfangen sowie durch eine robuste Funkkommunikation und eine hohe Gebäudedurchdringung aus.

© Fraunhofer IIS/Lisa Gauthier
Die Fraunhofer mioty-Technologie, integriert in die neuste Generation der sub-GHz-SoC-Plattform von Silicon Labs.

Der bidirektionale Funk-Chip steigert die Effizienz und Leistungsfähigkeit einer Vielzahl von IoT-Anwendungen. Neue Funktionen wie die Konfiguration von Geräteeinstellungen und die Bestätigung von übermittelten Funknachrichten optimieren Prozesse im Gebäudemanagement, in Smart-City-Anwendungen und in industriellen IoT-Implementierungen. Das mioty-Protokoll bietet Robustheit aufgrund seines speziellen Telegram Splittings, das die Nachricht in einzelne Nachrichtenpakete zerlegt und sie dann zuverlässig und energieeffizient überträgt. Dank der hohen Störsicherheit kann mioty parallel zu anderen Kommunikationstechnologien eingesetzt werden.

Je mehr IoT-Anwendungen es in der Praxis gibt, desto höher sind die Anforderungen an die drahtlose Konnektivität. Das bedeutet hohe Reichweiten, eine große Anzahl von Sensoren für so genannte »Massive IoT«-Anwendungen mit mehreren hunderttausend Sensoren, geringer Energieverbrauch, zuverlässige und robuste Übertragung, und dies auch in schwierigen Umgebungen. Durch den IoT-Standard mioty und sein Telegram-Splitting kann dies gelöst werden. Mioty als Softwarelösung ist jetzt auch im neuesten SoC von Silicon Labs verfügbar. 

Überzeugende Ergebnisse

Erste Testmessungen für reale IoT-Anwendungen zeigen eine extrem hohe Empfangsempfindlichkeit insbesondere für den Downlink des Chipsatzes. Im Vergleich zum Vorgängerchip EFR32FG14 wird eine deutliche Steigerung der Sensitivität erreicht. Auch der Strombedarf zum Senden ist außergewöhnlich niedrig: Für den Downlink bieten die FG23-Implementierungen 5 dB mehr Empfindlichkeit im Vergleich zum Vorgängerchip. 

Dies geht einher mit einer Reduzierung des Stromverbrauchs um 30% bei 14 dBm Sendeleistung und 3,3 V Spannungsversorgung. So kann mittels der mioty-Integration die leistungsfähige SoC-Technologie noch weiter ausgereizt werden.

»Durch die extrem hohe Empfindlichkeit sind bis zu 80% mehr Reichweite unter Line-of-Sight-Bedingungen möglich. Selbst weit entfernte Sensoren oder Aktoren, z. B. in Kellern oder in tiefen Innenräumen, können nun erreicht werden«, erklärt Günter Rohmer, Leiter des Forschungsbereichs »Lokalisierung und Vernetzung« am Fraunhofer IIS. »Der geringe Stromverbrauch von mioty in einer SoC-Lösung ermöglicht zudem Batterielaufzeiten von mehr als zehn Jahren oder einen autarken Betrieb mithilfe von Energy Harvesting«.

Für das Unternehmen Silicon Labs, ein Mitglied der mioty-Allianz, eröffnet der Technologiesprung in ihren Sub-GHz-Lösungen neue Möglichkeiten für IoT-Anwendungen. »Die Kombination von mioty und unserer drahtlosen Hardware ermöglicht eine leistungsstarke und sichere Konnektivität für IoT-Geräte. Die sehr überzeugenden Testergebnisse des Fraunhofer IIS belegen, dass unsere FG23-Plattform IoT-Endknoten in die Lage versetzt, eine drahtlose Reichweite von mehreren Kilometern zu erzielen, und dabei mit einer Knopfzellenbatterie mehr als zehn Jahre lang zu funktionieren«, sagte Ross Sabolcik, Vice President/General Manager für Industrial & Commercial IoT Products, Silicon Labs. »Niedriger Stromverbrauch, große Reichweite und Sicherheit sind grundlegende Anforderungen bei den schnell wachsenden IoT-Anwendungen im Bereich Industrial IoT (IIoT), Smart Cities und Smart Buildings.«

Über Silicon Labs

Silicon Labs (NASDAQ: SLAB) ist ein führender Anbieter von sicheren, intelligenten Funktechnologien. Silabs.com

Über den mioty-Standard

Die vom Fraunhofer IIS entwickelte, ETSI-standardisierte (ETSI TS 103 357) und miniaturisierte IoT-Technologie mioty setzt neue Maßstäbe im Bereich der drahtlosen Datenübertragung in Bezug auf Kosteneffizienz, Reichweite, Übertragungssicherheit und Batterielaufzeit. Der Lösungsansatz ist ein asymmetrisches Übertragungsverfahren bestehend aus vielen einfachen Sensorknoten sowie einer Basisstation. Die robuste Datenübertragung von rund einer Million Sendern kann mit nur einer Basisstation gewährleistet werden. Mioty erzielt Reichweiten von mehreren Kilometern und zeichnet sich durch seine Energieeffizienz aus.