Wie funktioniert der Aufbau eines LoRa Netzwerkes?

Ein LoRa (für Long Range) Netz beinhaltet folgende Komponenten:

  • End-Knoten (z.B.: ein Sensor)
  • Gateways
  • Network Server

Diese bilden die minimale Infrastruktur um LoRa Endknoten erfolgreich zu nutzen und in einer Plattform wie AWS IoT Core, Google IoT oder RevoConnect, auszuwerten. Bei geeignetem Anwendungsfall hat ein LoRa Netz folgende Vorteile:

  •  Freies Frequenzband 868 MHZ in Europa (damit sind keine Kosten verbunden)
  •  Geringe Leistungsaufnahme vom End-Knoten d.h. lange Batterielaufzeit
  •  Gute Reichweite von 3-15 km (abhängig von Gebäudedichte oder der direkten Sichtlinie)

Der LoRa Standard tritt immer wieder in Konkurrenz zum Narrowband Internet of Things (NB-IoT) Standard. Dies muss nicht sein, weil beide für unterschiedliche Anwendungsfälle konzipiert sind. Der Anwendungsfall und das Ziel vom LoRa Netz gehören gut definiert. Erst vom Ziel weg können die nötigen Komponenten abgeleitet werden. Mit dem Anwendungsfall (z.B.: Feuchtemessung im urbanen Bereich, Schneelast Profile in abgelegenen Gebieten, Füllstände von dezentralen Anlagen) ergibt sich das Grundgerüst des LoRa Netzes.

 

Mit der Zielsetzung können dann viele offene Fragen beantwortet werden:

  • Was ist die nötige Reichweite von LoRa Knoten?
  • Was ist relevant bei den Netzparametern (wie SF, Bandwith, CR, Payload)?
  • Welcher LoRa Network Server macht Sinn (Light LoRa Server oder Enterprise Server)?
  • Welche Probleme können auftreten?
  • Ziel des LoRa End-Knoten
  • Viele Knoten im dichten Netz oder wenige Knoten mit großer Ausdehnung
  • Wie oft sollen die Endknoten sich melden (Datenaufkommen)
  • Welche Hardware für den Endknoten (make or buy decision)
  • Wieviel kostet der Betrieb der Infrastruktur (Hardware, Server und Lizenzen)?
  • Wo in der Netz-Topologie sind Network Server und Application Server angesiedelt?
  • Wie erfolgt die Datenübertragung in die Plattform ( MQTT, RestAPI oder programmatische Schnittstelle)?
  • Hat man „inhouse“ das erforderliche Skillset?

 

Ein Projekthandbuch mit dem konkreten Auftrag und ein Konzept sind die nächsten Schritte. Die Umsetzung wird in einem zukünftigen Beitrag erklärt.