LoRaWAN oder Long Range Wireless Area Network ist nützlich für die Kommunikation zwischen Geräten mit geringem Stromverbrauch über große Entfernungen. Kurz gesagt handelt es sich um ein offenes Standard-Funkprotokoll, das von der LoRa Alliance entwickelt wurde.
Derzeit konkurriert LoRaWAN mit LTE-M (LTE for Machines), NB-IoT (Narrow-Band), SigFox und mehreren anderen Protokollen. Alle diese Protokolle werden zusammen als LPWAN oder Low Power Wide Area Network bezeichnet.
Wie in der folgenden Tabelle dargestellt, arbeitet LPWAN mit geringerer Leistung (20 dBm), niedrigerer Bitrate (bis zu 10 Mbit/s) und IoT-Netzwerken mit großer Reichweite (<10>).
LPWAN bietet im Vergleich zu herkömmlichen Mobilfunkdiensten wie LTE, GSM oder WiMAX andere Einsatzmöglichkeiten. Hier sind schnelle Datengeschwindigkeiten weniger wichtig als die Unterstützung mehrerer Geräte, die Verbesserung der Abdeckung und die Minimierung des Stromverbrauchs.
Da im Internet der Dinge Milliarden von Dingen miteinander verbunden sind, werden LoRaWAN und andere LPWAN-Protokolle immer wichtiger.
Wie funktioniert LoRaWAN?
Eines der grundlegenden Merkmale von LoRaWAN ist der Betrieb im unlizenzierten Spektrumbereich unterhalb von 1 GHz. WLAN hingegen arbeitet mit höheren lizenzierten Frequenzen von 2,4 GHz und 5 GHz und 4G zwischen 2 und 8 GHz.
Derzeit sind einige der regionalen ISM-Bänder in LoRaWAN EU 868, EU 433, US 915 (Amerika) und AS 430 (Asien). Die Struktur von LoRaWAN umfasst zwei Schichten: Die physikalische Funkschicht, LoRa (Long Range), und die Netzwerkschicht, auf der die LoRaWAN-Plattform existiert. Derzeit gibt es keine Online-Dokumentation zur physikalischen Schicht, aber es wird versucht, sie zu entschlüsseln.
Die grundlegende Topologie von LoRaWAN wird aus den Eingaben der LoRa Alliance abgeleitet. Es enthält zwei wesentliche Teile.
Die Langstrecken-Sternarchitektur besteht aus einem zentralen LoRaWAN-Netzwerkserver, der eine Verbindung zu zwischengeschalteten LoRa-Gateways herstellt.
Von diesen Gateways aus stellen Endknoten eine Verbindung zu Modulen für IoT- Anwendungen und -Plattformen her . Die Kommunikation erfolgt in beide Richtungen.
Auf der Website der LoRa Alliance finden Sie weitere Informationen zu LoRaWAN, einschließlich Fallstudien und technischen Details (weitere Informationen finden Sie unter: lora-alliance.org).
Wie verbinde ich mich?
Für Einzelnutzer liegt der größte Pluspunkt von LoRaWAN darin, dass die Nutzung dank der offenen Konfiguration kostenlos ist. Sie benötigen lediglich ein Gerät, um jedes lokale Netzwerk mit 128-AES-Sicherheit nutzen zu können.
Laut der LoRa Alliance ist LoRaWAN derzeit in mehr als 100 Ländern verfügbar, mit mehr als 100 führenden Betreibern weltweit. Der Hauptgrund für seine Beliebtheit sind tatsächlich die geringen Kosten für die Verwaltung entfernter Netzwerke.
Je nachdem, wo Sie leben, können Sie sich für eine der vielen unten aufgeführten LoRaWAN-Plattformen anmelden.
Aktuelle Verwendungen
Da die Leistungsabgabe bei der Verwendung von LoRaWAN deutlich geringer ist, trägt es dazu bei, die Batterielebensdauer von IoT-Geräten zu verbessern . Im Grunde genommen können Sie bei LoRaWAN-Netzwerken Endgeräte einmal installieren und sie dann für Monate oder sogar Jahre „vergessen“.
Die LoRa Alliance verfügt über eine Liste LoRaWAN-zertifizierter Produkte, darunter Sensoren, Tracker, Wasserzähler, Rauchsignale usw. Diese Module werden in der Landwirtschaft, Industrie, auf Bohrinseln, intelligenten Transportsystemen, im Bergbau und anderen industriellen IoT-Anwendungen eingesetzt.
Gleichzeitig unterstützen alle wichtigen IoT-Plattformen einschließlich AWS, Azure, Google Cloud und HomeKit LoRaWAN-Produkte. Zu den Verbraucheranwendungen gehören Überwachungsgeräte für Babys und ältere Menschen, die Überwachung des Wasserstands und die Abfallentsorgung.
Das Internet der Dinge befindet sich in einer Wild-West-Entwicklungsphase. Dementsprechend besteht die größte Aufgabe heute darin, Lösungen günstiger zu machen und ihre Reichweite zu vergrößern. Low-Power-Netzwerke wie LoRoWAN sind der beste Weg, die Dinge intelligenter zu machen.
Die größte Herausforderung für LoRoWAN besteht jedoch darin, die Bitrate von 50/100 Bytes pro Sekunde zu verbessern. Offensichtlich reicht diese Geschwindigkeit nicht aus, um auch nur eine Bilddatei zu versenden. In Zukunft wird eine noch bessere Geschwindigkeitsregulierung notwendig sein.
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