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SigFox

Die Vernetzung intelligenter Geräte wird sowohl im Privatbereich als auch in der Industrie immer wichtiger. Eine der hierfür wichtigsten Verbindungstechnologien ist SigFox, entwickelt vom gleichnamigen Telekommunikationsunternehmen. Genau wie LoRaWAN nutzt auch SigFox das unlizensierte Frequenzspektrum. Die Technologie zeichnet sich durch eine besonders große Batterielaufzeit und geringe Installations- und Betriebskosten aus und wird beispielsweise in der Logistik zur Überwachung von Sendungen angewendet. Genauere Erläuterungen zu Funktionsweise, Anwendung, und Unterschieden zu anderen Übertragungstechniken finden Sie in diesem Artikel.

Die Vernetzung intelligenter Geräte wird sowohl im Privatbereich als auch in der Industrie immer wichtiger. Neben LTE Cat. M1, NB IoT und LoRaWAN zählt auch SigFox zu den wichtigsten Verbindungstechnologien, die für das (industrielle) Internet der Dinge verwendet werden. Hierbei handelt es sich um eine weitere Low Power Wide Area Network (LPWAN) Technologie, die das unlizensierte Frequenzspektrum nutzt. 

SigFox wurde entwickelt von dem gleichnamigen französischen Telekommunikationsunternehmen. Die Technologie findet insbesondere dann Anwendung, wenn bei der Datenübertragung große Entfernungen zu überbrücken sind, oder nicht auf eine einfach verfügbare flächendeckende Stromversorgung zurückgegriffen werden kann. 

Wie funktioniert SigFox und wie unterscheidet es sich von anderen Übertragungstechnologien? 

Nach eigenen Angaben des Unternehmens deckt die SigFox-Übertragungstechnologie aktuell 72 Länder und zusätzlich einen Großteil der für den internationalen Waren- und Personentransport wichtigen Flughäfen ab. Im Gegensatz zu LoRaWAN ist hier bereits eine nutzbare Infrastruktur vorhanden und es muss kein eigenes Netz aufgebaut werden. Dies sorgt dafür, dass SigFox besonders leicht zu installieren und in Betrieb zu nehmen ist.  Allerdings ist dadurch auch eine Abdeckung des betreffenden Gebietes zur Nutzung der Technologie unabdinglich. Kleinere Löcher in der Versorgung können aber mit eigenen Verstärkern, beziehungsweise Empfängern überbrückt werden. Zusätzlich ist der Nutzer auf das Unternehmen als Hardwarelieferanten angewiesen, eine unabhängige Nutzung wie bei mobilfunkbasierten Technologien ist nicht möglich. 

Technisch werden die Sensorgeräte bei der Verwendung von SigFox auf 140 Datenübermittlungen pro Tag und 12 Byte je Nachricht limitiert. Die außerdem vergleichsweise geringen Übertragungsgeschwindigkeiten und Frequenzzeiten resultieren in einem außergewöhnlich niedrigen Energieverbrauch. Sender, die SigFox verwenden sind deswegen über viele Jahre hinweg im Batteriebetrieb einsetzbar. Gleichzeitig bewirken die genannten Faktoren aber auch, dass die Übertragungstechnologie nicht für alle Anwendungsfälle geeignet ist. 

Wie bereits erwähnt, greift SigFox-Technologie auf das unlizensierte Spektrum zurück. Genutzt wird ein offener Standard auf Sub-Ghz-Frequenzbändern, auf den jeder Anbieter zurückgreifen darf. Welche Frequenzen dies genau sind, variiert von Land zu Land. In Europa liegen sie bei 868 MHz, in den USA beispielweise bei 900 MHz. Durch die Nutzung dieser Spektren entfallen die im Mobilfunknetz anfallenden Lizenzgebühren. Außerdem ermöglicht SigFox die Nutzung eines globalen Netzwerkes ohne Roaminggebühren. Auf der anderen Seite kann die offene Verfügbarkeit der Frequenzen aber auch zu Störungen führen. 

Die von den intelligenten Sensoren und anderen Geräten erhobenen Daten werden an die SigFox Cloud gesendet. Der Kunde kann über eine Programmierschnittstelle auf sie zugreifen. Die beschriebenen Charakteristika machen die Übertragungstechnologie besonders kostengünstig. Außerdem ist eine sichere Übertragung der Daten gewährleistet. 

Die Anwendung von SigFox im Internet der Dinge 

Wie bereits erwähnt, eignet sich SigFox nicht für alle Anwendungsfälle. Nicht geeignet ist die Übertragungstechnologie für kritische Anwendungen, wie beispielsweise Notrufsysteme. Dies ist begründet in der Störanfälligkeit des unlizensierten Frequenzspektrums und in der begrenzten Anzahl der durchgeführten Übertragungen. 

Ähnlich wie LoRaWAN, wird auch SigFox häufig in Smart City Szenarien angewendet. Die Hauptanwendung findet man jedoch in der Logistik: Hierzu ist SigFox aufgrund der breiten Abdeckung von internationalen Flughäfen und der Möglichkeit einer kostengünstigen globalen Datenübertragung besonders gut geeignet. Es können beispielsweise Container mit Sendern ausgestattet werden, die konstant mittels SigFox-Technologie die Koordinaten, Luftfeuchtigkeit, oder Temperatur an Transportunternehmen übermitteln. 

Zusätzlich wird die Übertragungstechnologie in der Versorgungswirtschaft angewendet. Sie ermöglicht beispielsweise die Überwachung von Wasserversorgungsnetzen und Strommasten, oder die Übermittlung von Speicherfüllständen. In der Landwirtschaft können Bodenfeuchtigkeit und Nährstoffgehalt übermittelt, oder der Standort von Tierherden überwacht werden. All diese Anwendungen reduzieren die Anzahl der notwendigen vor-Ort-Besuche durch Fachpersonal. 

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The networking of intelligent devices is becoming increasingly important in the private sector, as well as in the industry. In addition to LTE Cat. M1, NB IoT and LoRaWAN , SigFox is one of the most important networking technologies, which is used for the (industrial) Internet of Things. This is another Low Power Wide Area Network (LPWAN) technology, which uses the unlicensed frequency spectrum.

SigFox was developed by the French telecommunications company that bears the same name. The technology is used in particular when large distances have to be bridged for data transmission, or when it isn’t possible to rely on the readily-available nation-wide power supply.

How does SigFox and how does it differ from other transmission technologies?

According to the information provided by the company, the SigFox transmission technology is currently available in 72 countries, and additionally it covers a large percent of the airports that are important for the international transportation of goods and people. As opposed to LoRaWAN, here a usable infrastructure is already available, and there is no need to develop its own network. This ensures that SigFox is especially simple to install and put into operation. However, this also makes it essential to cover the respective area in order to be able to use the technology. Smaller holes in the supply can be bridged with separate amplifiers, respectively receivers. In addition, the user is dependent on the company as hardware supplier. The independent use, as it happens with mobile-based technologies, is not possible.

Technically, when using SigFox, sensor devices are limited to 140 data transmissions per day and 12 bytes per message. The also comparatively low transmission speeds and frequency times lead to an exceptionally low energy consumption. Transmitters which use SigFox can thus be used for many years, thanks to the battery-powered functioning. At the same time, nonetheless, the above-mentioned factors also suggest the fact that the transmission technology is not suitable for all application scenarios.

As previously mentioned, the SigFox technology uses the unlicensed spectrum. An open standard on sub-Ghz frequency bands is used, which can be used by any provider. The exact frequencies vary from country to country. In Europe, the frequency is 868 MHz, while for example in the USA, the frequency is 900 MHz. The use of this spectrum eliminates the license fees incurred in the mobile network. In addition, SigFox allows for the use of a global network without roaming fees. On the other hand, the open availability of frequencies can also lead to interferences.

The data collected from the smart sensors and other devices is sent to the SigFox Cloud. The customer can access them via a programming interface. The described characteristics make the transmission technology particularly cost-effective. Moreover, a secure transmission of data is guaranteed.

The use of SigFox in the Internet of Things

As already mentioned, SigFox is not suitable for application scenarios. The transmission technology is not suitable for critical applications, such as emergency call systems. This is due to the susceptibility of the unlicensed frequency spectrum to interference and the limited number of transmissions conducted.

Similar to LoRaWAN, SigFox is also often used in Smart City scenarios. However, the main application is in the logistics sector: SigFox is especially suited for this purpose, due to the broad coverage of international airports and the possibility of cost-effective data transmission. For example, containers can be equipped with transmitters, which constantly transmit coordinates, humidity, or temperature data to transport companies, through the use of the SigFox technology.

In addition, the transmission technology is applied in the utility industry. For example, it allows for the monitoring of water supply networks and power lines, or the transmission of storage levels. In agriculture, soil moisture and nutrient levels can be transmitted, or the location of animal herds can be monitored. All these applications reduce the number of necessary on-site visits by skilled personnel.

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