LoRaWAN (long range wide area network)

Low Power WANs (LPWAN) sind Netzkonzepte für das Internet of Things (IoT) und die Maschine-zu-Maschine-Kommunikation (M2M). LPWANs zeichnen sich dadurch aus, dass sie Entfernungen bis zu 50 km überbrücken können und sehr wenig Energie benötigen. Zur Realisierung der LPWANs gibt es mehrere technische Ansätze. Einen von der ETSI: ETSI GS LTN, weitere heißen LoRaWAN, Weightless und RPMA, was für Random Phase Multiple Access steht.


Damit die überbrückbare Entfernung nicht zu sehr durch die Freiraumdämpfung beeinträchtigt wird, nutzen einige der genannten LPWAN-Konzepte Frequenzen in ISM-Bändern zwischen 433 MHz und 1 GHz. Wenige arbeiten auch in dem ISM-Band bei 2,4 GHz.

Was LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) betrifft, so nutzt es in Europa die ISM-Bänder bei 433 MHz und 868 MHz (USA 915 MHz). Der überbrückbare Entfernungsbereich liegt im städtischen Bereich bei über 5 km, außerstädtisch über 15 km. Es gibt auch schon Funk-Transceiver im Frequenzbereich von 2,4 GHz, mit denen eine Reichweite von 10 km überbrückt werden kann. Die LoRa-Übertragung ist eine Kombination aus Chirp Spread Spectrum (CSS) und Software Defined Radio (SDR). Ein entscheidender Vorteil liegt darin, dass Signale, die bis zu 20 dB unter dem Rauschpegel liegen, noch detektiert werden können. Das LoRaWAN-Konzept unterstützt die bidirektionale Kommunikation, die Mobilität und ortsbestimmende Dienste.

Spezifikationen 
   von Long Range WAN (LoRaWAN)

Spezifikationen von Long Range WAN (LoRaWAN)

Vom Netzaufbau her sind LoRa-WAN-Netze in Sterntopologie, wobei die Gateways als transparente Bridges arbeiten und die Nachrichten zwischen den End Devices und einem zentralen Netzwerkserver schalten. Die Kommunikation zwischen den Endgeräten und den Gateways erfolgt auf verschiedenen Frequenzkanälen und mit unterschiedlichen Datenraten. Diese sind abhängig von der Nachrichtendauer und liegen zwischen 0,3 kbit/s und 50 kbit/s.

Damit die Batterielaufzeit von den Endkomponenten möglichst lange ist, werden alle Datenraten und die HF-Ausgangssignale vom LoRaWAN-Netzwerk verwaltet und die Endkomponenten über eine Adaptive Data Rate (ADR) gesteuert. Es gibt drei Endgeräteklassen: Geräte der Klasse A können bidirektional kommunizieren und haben ein geplantes Übertragungsfenster im Uplink, Klasse-B-Geräte haben zusätzlich ein geplantes Übertragungsfenster im Downlink und bei Klasse-C-Geräten ist das Übertragungsfenster kontinuierlich offen. Die LoRaWAN-Technik wird von der LoRa Alliance standardisiert.

https://www.lora-alliance.org

Informationen zum Artikel
Deutsch:
Englisch: long range wide area network - LoRaWAN
Veröffentlicht: 30.10.2018
Wörter: 362
Tags: #Internet-Konzepte
Links: 868-MHz-Band, Batterielaufzeit, Bidirektional, Brücke, CSS (chirp spread spectrum)