LoRaWAN hat sich als zentrale Technologie in der kommunalen Digitalisierung etabliert. Es ermöglicht die kosteneffiziente, energiearme und großflächige Vernetzung von Sensoren, Geräten und Infrastrukturelementen, unabhängig vom Mobilfunknetz. Ob Luftqualitätsmessung, Smart Metering oder intelligentes Abfallmanagement: In vielen deutschen Städten gehört LoRaWAN bereits zur technischen Basis smarter Anwendungen.
Inhalt:
Mit seiner offenen Architektur und der hohen Reichweite eignet sich LoRaWAN besonders für Kommunen, die eigene digitale Infrastrukturen betreiben und dabei auf langfristige Wirtschaftlichkeit, Datensouveränität und Flexibilität achten.
Was ist LoRaWAN und wie funktioniert es?
LoRaWAN steht für Long Range Wide Area Network, ein Funkstandard, der speziell für das Internet der Dinge (IoT) entwickelt wurde. Ziel ist die Übertragung kleiner Datenmengen über große Distanzen mit minimalem Energieverbrauch. Geräte, die per LoRaWAN kommunizieren, senden ihre Informationen über lizenzfreie Funkfrequenzen (868 MHz) an sogenannte Gateways. Diese leiten die Signale an zentrale Server weiter, wo die Daten verarbeitet, visualisiert oder in Anwendungen integriert werden.
Wesentliche Eigenschaften von LoRaWAN:
- Große Reichweite (bis zu 15 km)
- Sehr niedriger Energiebedarf
- Langlebige Batteriebetriebene Sensorik (bis zu 10 Jahre Laufzeit)
- Netzbetrieb in Eigenregie möglich
- Ende-zu-Ende-Verschlüsselung
- Geringe Infrastrukturkosten
Die Technologie ist für Anwendungsfälle konzipiert, bei denen Geräte nur gelegentlich kleine Datenpakete senden. Ideal für kommunale Prozesse mit verteilten Messpunkten.
Welche Anwendungsfälle gibt es für LoRaWAN in Kommunen?
LoRaWAN ist für zahlreiche Einsatzfelder im kommunalen Raum geeignet, von der Stadtverwaltung über Bauhöfe bis zu Versorgungsbetrieben. Viele Städte setzen bereits heute produktive Netze ein, die unterschiedliche Fachbereiche miteinander verknüpfen.
- Gebäude- und Raumklimaüberwachung
- Temperatur-, CO2- und Feuchtigkeitssensoren in Schulen, Kitas oder Rathäusern
- Energiemonitoring zur Verbrauchsoptimierung
- Schimmelprävention durch automatisierte Lüftungshinweise
- Wasser- und Pegelüberwachung
- Überwachung von Kanal- und Flusspegeln
- Hochwasserschutz durch frühzeitige Warnsysteme
- Integration in Wetterdaten und kommunale Einsatzsteuerung
- Abfallmanagement
- Füllstandsmessung in Containern oder Mülleimern
- Optimierte Entleerungsrouten für Entsorgungsbetriebe
- Kostensenkung und Reduzierung von CO2-Ausstoß
Hier erfahren Sie mehr über ein „Intelligentes Entsorgungsmanagement durch Behälterfüllstandsensorik“.
- Smart Lighting
- Intelligente Straßenbeleuchtung mit Bewegungserkennung
- Energieeinsparung durch bedarfsgerechte Lichtsteuerung
- Wartungsoptimierung durch Störmeldungen in Echtzeit
- Parkraummanagement „Smart Parking“
- Sensorbasierte Erkennung freier Stellplätze
- Live-Daten für Parkleitsysteme oder Apps
- Verkehrsflussoptimierung und Reduktion von Suchverkehr
- Überwachung von Elektroladesäulen
Theorie: Informationen über den Betriebszustand der Ladesäule und den Belegungszustand der Parkfläche werden mit Sensoren erfasst und über das LoRaWAN®-Netz übertragen. So lassen sich per App verlässliche Informationen über freie und funktionsbereite Ladeparkplätze in Echtzeit zur Verfügung stellen. Durch die Anbindung der IoT-Plattform an bestehende Parkleitsysteme können die aktuellen Daten den Bürgern per App oder über Webbrowser zur Verfügung gestellt werden. Wir haben dies in einer Referenz mit dem Zweckverband Ostholstein bereits mit vier Sensoren getestet: Vier Pilotprojekte mit Sensoren und LoRaWAN-Netzen – Zweckverband Ostholstein – Axians Deutschland
- Zählerfernauslesung
- Automatische Erfassung von Gas-, Wasser- oder Wärmeverbrauch
- Eliminierung manueller Ablesungen
- Nahtlose Integration in Abrechnungssysteme
Die modulare Erweiterbarkeit von LoRaWAN ermöglicht es Kommunen, mit einem klar umrissenen Projekt zu starten und das Netz sukzessive auf weitere Anwendungsbereiche auszudehnen.
Hier gibt es weitere Informationen für „Mehr Effizienz im Facility Management und Bauhof durch smarte Technologien“.
Wie funktioniert LoRaWAN in Städten technisch?
Die LoRaWAN-Architektur besteht aus vier grundlegenden Komponenten, die flexibel kombinierbar sind:
- Sensoren
Diese IoT-Geräte messen physikalische Werte wie Temperatur, Bewegung, Feuchtigkeit oder Füllstand und senden sie per Funk.
- Gateways
Die Gateways empfangen die Funksignale der Sensoren und übertragen sie per Internetanbindung (Glasfaser oder Mobilfunk) an einen Netzwerkserver. Ein Gateway kann hunderte Sensoren abdecken.
- Netzwerkserver
Hier werden die Daten entschlüsselt, geprüft und an die jeweilige IoT-Plattform oder Anwendung weitergeleitet.
- IoT-Plattformen
Daten werden visualisiert, gespeichert und zur Steuerung von Prozessen genutzt. Häufig sind Dashboards oder Business-Intelligence-Tools angebunden.
Typisch für den kommunalen Einsatz:
Städte und Stadtwerke kombinieren oft LoRaWAN-Gateways mit vorhandener Mobilfunk- oder Glasfaserinfrastruktur. Bestehende Masten oder Gebäudedächer dienen als Standorte für Gateways, wodurch Kosten für neue Infrastruktur reduziert werden. Die bestehende Mobilfunkinfrastruktur eignet sich hervorragend für den Einstieg in ein eigenes Netz.
Welche Vorteile bietet LoRaWAN für Stadtwerke und kommunale IT?
Für Stadtwerke, kommunale IT-Abteilungen und technische Betriebe bringt der Einsatz von LoRaWAN deutliche strategische und operative Vorteile:
- Kostenkontrolle: Keine laufenden Mobilfunkgebühren, niedrige Betriebskosten
- Netzhoheit: Volle Kontrolle über Daten und Infrastruktur
- Sicherheit: Starke Verschlüsselung und lokal steuerbare Datenhaltung
- Interoperabilität: Geräte verschiedener Hersteller lassen sich kombinieren
- Modularität: Anwendungen können schrittweise aufgebaut und skaliert werden
- Öffentliche Akzeptanz: Bessere Umweltkontrolle, transparenter Umgang mit Ressourcen
Wie unterscheidet sich LoRaWAN von NB-IoT, 5G und WLAN?
Kommunen haben die Wahl zwischen verschiedenen Netztechnologien. Welche Technologie die richtige ist, hängt von den jeweiligen Anforderungen ab, etwa Datenrate, Energieverbrauch, Infrastrukturkosten und Abdeckung.
| Merkmal | LoRaWAN | NB-IoT | 5G | WLAN |
| Frequenzband | 868 MHz (frei) | LTE-Band (lizenziert) | 3,5 GHz (lizenziert) | 2,4/5 GHz (frei) |
| Energieverbrauch | Sehr niedrig | Niedrig | Hoch | Sehr hoch |
| Reichweite | Bis zu 15 km | 1–10 km | 0,5–2 km | 30–100 m |
| Datenrate | Niedrig | Mittel | Hoch | Hoch |
| Infrastrukturkosten | Gering | Hoch | Sehr hoch | Mittel |
| Eigenbetrieb möglich | Ja | Eingeschränkt | Nein | Ja |
| Typische Anwendungen | Monitoring, Zähler, Umwelt | Smart Metering, Tracking | Video, Fahrzeugkommunikation | Gebäudeintern |
Für viele kommunale Aufgaben, wie Zählerablesung, Umweltüberwachung oder smarte Gebäudetechnik ist LoRaWAN die effizienteste Wahl. Die niedrigen Betriebskosten und die hohe Reichweite machen es ideal für flächenhafte Sensorik mit geringem Datenvolumen.
Wie wird ein kommunales LoRaWAN-Netz aufgebaut?
Die Einführung eines LoRaWAN-Netzes in kommunalen Strukturen folgt einem methodischen Vorgehen, das sowohl technische als auch organisatorische Faktoren berücksichtigt.
Schritt-für-Schritt zur eigenen LoRaWAN-Infrastruktur:
- Projektdefinition: Anwendungsfälle und Ziele festlegen, z. B. Smart Metering oder Luftgütemessung
- Bedarfsanalyse: Gebäude, Straßenabschnitte, Einrichtungen kartieren
- Netzplanung: Reichweitenberechnung, Gateway-Standorte identifizieren, Funkplanung durchführen
- Hardwareauswahl: Sensoren nach Messziel, Energieverbrauch und Lebensdauer auswählen
- Plattformintegration: Anbindung an kommunale Systeme, IoT-Plattformen, Dashboards
- Pilotbetrieb: Im kleinen Maßstab testen, z. B. an einem Schulgebäude oder Quartier
- Skalierung: Erweiterung auf weitere Fachbereiche, Stadtteile oder Objekte
- Betriebsmodell festlegen: Eigenbetrieb, Kooperation mit Stadtwerken oder externem Partner
Je nach interner Struktur können Stadtwerke den Betrieb übernehmen oder als technischer Dienstleister für die Kommune auftreten. Auch Kombinationen mit anderen Technologien (NB-IoT, Glasfaser) sind möglich.
Welche Förderprogramme unterstützen LoRaWAN-Projekte in Städten?
Der Staat fördert die Digitalisierung kommunaler Infrastrukturen über mehrere Programme auf Bundes- und Landesebene. Auch LoRaWAN-Vorhaben lassen sich im Rahmen dieser Förderungen realisieren.
Relevante Förderprogramme:
- Smart Cities made in DE (Bundesministerium des Innern)
- Modellprojekte Smart Cities
- Förderung klimaneutraler Kommunen (verschiedene Länder)
- KfW-Programme für energetische Sanierung und Gebäudetechnik
- Zukunftsfähige Infrastrukturprogramme auf Landesebene
Zusätzlich bestehen Chancen auf Förderung im Kontext von Breitband-, Mobilfunk- oder Glasfaserprogrammen, wenn LoRaWAN als ergänzende Technologie integriert wird. Viele Städte kombinieren solche Förderungen mit eigenen Initiativen, um schnell und wirkungsvoll digitale Netze aufzubauen.
Wie Kommunen LoRaWAN gezielt in ihre Digitalstrategie integrieren
LoRaWAN entfaltet sein volles Potenzial, wenn es strategisch in die Digitalisierungsstrategie einer Kommune eingebunden wird. Das bedeutet: nicht nur einzelne Projekte realisieren, sondern Technologie, Infrastruktur und Organisation miteinander verzahnen.
Ein idealer Startpunkt ist die Umsetzung eines konkreten, messbaren Anwendungsfalls, etwa die Raumluftüberwachung in Schulen. Darauf aufbauend lassen sich weitere Use Cases nahtlos einbinden, Netzabdeckung gezielt erweitern und Schnittstellen zu Fachverfahren schaffen.
Entscheidend ist ein klar definiertes Zielbild, das den LoRaWAN-Einsatz langfristig absichert:
- Technologisch: Kompatibilität mit bestehenden Systemen sichern
- Organisatorisch: Zuständigkeiten und Betriebskonzepte festlegen
- Wirtschaftlich: Synergien mit laufenden Digitalprojekten nutzen
- Kommunikativ: Bürger:innen über Mehrwerte informieren
Mit LoRaWAN legen Städte die Grundlage für datenbasierte Entscheidungen, intelligente Automatisierung und nachhaltige Ressourcennutzung, unabhängig, sicher und zukunftsfähig. er bildet die logische Grundlage dafür: technologisch, wirtschaftlich und strategisch.
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