Long Range Wide Area Network (LoRaWAN) ist ein relativ neues Low-Power-Wireless-Netzwerkprotokoll, das für die sichere bidirektionale Kommunikation im Internet der Dinge (IoT) entwickelt wurde. Auch die Swisscom ist mittlerweile mit ihrem Low Power Network auf diesen Zug aufgesprungen (http://lpn.swisscom.ch/D/#screenTitle).
LoRaWAN basiert auf dem offenen Industrie-Standard LoRa. LoRa stellt dabei nur die Modulation auf der untersten OSI-Schicht (Layer PHY) sicher. Alles was logisch „darüber“ passiert, ist Aufgabe des LoRaWAN Systems. Man kann sich das so vorstellen, dass LoRa einem BPSK-Funkchip entspricht. LoRaWAN würde einem WLAN mit Adressen, Gateways und Routern etc. entsprechen – die Komplexität und Logik ist dabei weit grösser. LoRa und LoraWAN sind deswegen nicht gleichwertige Dinge.
Vorteile der LoRa Technik sind hohe Reichweiten und ein niedriger Energieverbrauch, der sich insbesondere für batteriebetriebene Endgeräte eignet. In Europa wird das 865-868 MHz Band verwendet. Als Reichweiten werden bis zu 15km angegeben. LoRaWAN ist für grosse öffentliche Netze in sternförmiger Struktur ausgelegt – also typischerweise für eine Netz mit sehr vielen Endpunkten (in der Praxis Sensoren), die zu zentralen Providern sprechen. Also ein typisches Internet-of-Things, wo viele „Things“ mit wenigen zentralen Stellen kommunizieren.
LoRa Netzstruktur
Im Gegensatz zu FSK-Modulationsverfahren (frequency shift keying), wo die Frequenz sprunghaft zwischen 2 oder mehr Frequenzen ändert, arbeitet LoRa mit einer kontinuierlichen Verschiebung. Dieser Chirp (siehe Titelseite) wird an verschiedenen Stellen (zeitlich und in der Frequenz) gebrochen und transportiert so Informationen mit hoher Dichte. Mehrere gleichzeitige Übertragungen stören sich nicht, da die Chirp-Frequenz angepasst wird und sich so der Empfänger auf das jeweils charakteristische Chirp-Signale einregeln kann.
Der Hersteller und Patentinhaber Semtech hat Chips für die diversen Einsatzwecke im Angebot. Natürlich gibt es (wie beim ESP8266) schon viele Module mit dem nötigen darum herum für Profis und Bastler, siehe die Links unten.
In der Schweiz sind LoRa Module zum Beispiel bei Boxtec.ch erhätlich: Artikel-Nr. 50612 HopeRF RFM95W-868S2 -LoRa Modul und Artikel-Nr. 50614 Arduino LoRa Shield 868MHz v1.2.
Modulation bei LoRa.
Ein LoRa Modul mit dem Semtech SX1272 Chip
Weiterführendes
Für Entwickler und Bastler
- http://www.link-labs.com/complete-list-iot-network-protocols/
- http://www.semtech.com
- HopRF Herstellerseite
- OpenLora Forum
- http://www.instructables.com/id/Introducing-LoRa-/
- Adafruit Featherwind Radio Overview
- https://revspace.nl/DecodingLora
- Robert Lacoste: LoRa – Niedrige Geschwindigkeit, hohe Reichweite. Elektor Heft 2017/5 pp. 105-109
Dave Ackerman ist ein „Profi“ für Ballonflüge in die Stratosphäre. In seinem überragenden Blog findet man viele bis in alle Details ausgearbeitete Projekte mit Messungen, fertiger Software etc. Für mich eine der besten Quellen rund um Lokalisierung, Funkanbindungen und Steuerung von Radiotransmittern mit RPi oder Mikocontrollern generell.
Einige Artikel (Auszug)
- Pi-in-the-Sky Making a LoRa Gateway
- A DIY low-cost LoRa gateway exzellenter und sehr langer Artikel
- LoRa LoRa Packets für Kommunikation zwischen Ballons
- Ein ebenfalls langer und sehr fundierter Artikel mit weiteren Links Was ist „LoRa“?
- LoRa Uplink with UHF Power Amplifier mit einem 7W UHF Verstärker
- oder ein anderes Projekt LoRaTracker
LoRa WAN Netzwerke und kommerzielle Anbieter
- The Things Network (mit Anleitungen für div. Mikocontroller)
- Decentlab Anbieter von LoRa Sensoren
Update: 20170124/20170717