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LoRaWAN
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Mein Hier. Mein Da. Mein Ja!
Weltweit gibt es erst wenige Städte, die flächendeckend mit der neuen Technologie ausgestattet sind: Long
RangeWide Area Network. Ein sehr kompliziertes Wort, deshalb gibt es dafür eine Abkürzung im Sprachge-
brauch – LoRaWAN. Dieses Netzwerk bringt das Internet der Dinge nach Landau.
Landau wird zur Smart City
Was genau ist LoRaWAN?
LoRaWAN ist eine neue internationale nor-
mierte Funktechnologie, die es ermöglicht,
über weite Distanzen Daten zu empfangen.
Dies kann eine Entfernung von bis zu 20 Kilo-
metern betreffen. Ebenso funktioniert die
Technik durch dicke Wände und im Keller. Das
bekannte W-LAN dagegen ist räumlich sehr
stark begrenzt. Ein weiterer Vorteil: LoRaWAN
ist kostengünstig und energiesparend. Die
Sensoren und Basisstationen brauchen sehr
wenig Strom, auch die Belastung durch Strah-
len ist minimal – diese beträgt nur ein Bruch-
teil im Vergleich zu den momentan gebräuch-
lichen Anwendungen im Mobilfunk. Die
digitale Zukunft nimmt mit diesem Funknetzt
Gestalt an.
Long Range Wide Area Network
(LoRaWAN)
ist ein Low-Power-Wireless-
Netzwerkprotokoll. Die LoRaWAN-Spezifika-
tion wird von der LoRa Alliance festgelegt, ist
frei verfügbar und nutzt die proprietäre Chirp
Spread Spectrum Modulationstechnik „LoRa“
der Semtech Corporation. Sie ist asymmet-
risch auf Energieeffizienz der IoT-Geräte aus-
gerichtet und erreicht hierbei hohe Reichwei-
ten (>10 km) für die Uplink-Kommunikation,
also das Senden vom IoT-Gerät an das Netz.
Die Datenübertragungsrate rangiert zwischen
292 Bit/s und 50 Kilobit/s. Verschiedene Be-
triebsabstufungen bis hin zu einer quasi-kon-
tinuierlichen Downlink-Kommunikation sind
möglich, wobei letzteres auf Kosten der Ener-
gieeffizienz geht.
Aufbau
Die Netz-Architektur ist sternförmig. Endge-
räte kommunizieren mit Gateways, welche
die Datenpakete an einen Netzwerkserver
senden. Der Netzwerkserver verfügt über
Schnittstellen, um an IoT Plattformen und
Applikationen angebunden zu werden.
LoRaWAN nutzt regional unterschiedliche
Frequenzbereiche im ISM-Band und SRD-
Band. Unter anderem sind dies in Europa das
Frequenzband von 433.05 bis 434.79 MHz
(ISM-Band Region 1) und das Frequenzband
von 863 bis 870 MHz (SRD-Band Europa). In
Nordamerika ist hingegen das Frequenzband
von 902 bis 928 MHz (ISM-Band Region 2)
für die Datenübermittlung freigegeben.
Die Reichweiten erstrecken sich von 2 km
(Stadtgebiet) über 15 km (Vororte) bis zu 40
km (ländliche Gebiete). Ein weiterer großer
Vorteil ist die Durchdringung von Gebäuden,
da hier auch zu einem gewissen Grad unter-
irdische Räumlichkeiten versorgt werden
können. Der Stromverbrauch von Endgerä-
ten beträgt rund 10 mA und 100 nA im Ru-
hemodus. Das ermöglicht je nach Anwen-
dungsfall eine Batterielebensdauer von 2 bis
15 Jahren. Die Kommunikation zwischen den
Endgeräten und den Gateways erfolgt auf
verschiedenen Frequenzkanälen mit unter-
schiedlichen Datenraten. Diese liegen zwi-
schen 0,3 kbit/s und 50 kbit/s.
Um eine hohe Effizienz bei Datentransfer
und Energieverbrauch zu erreichen, nutzt Lo-
RaWAN Frequenzspreizung. Interferenzen
können so weitestgehend vermieden wer-
den. Die Datentransferraten zu den Endgerä-
ten passt der Netzwerkserver der jeweiligen
Situation an (ADR = Adaptive Data Rate). Die
Kommunikation im LoRaWAN ist zweifach
mit 128 bit AES verschlüsselt, zum einen bis
zum Netzwerkserver und zum anderen bis
zum Anwendungsserver.
(Quelle: wikipedia)
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