LoRaWAN ist eine Spezifikation und beschreibt ein Framework für drahtlose Netzwerke. Es wird bei Netzwerken mit geringem Datenaufkommen, zum Beispiel bei Sensornetzwerken verwendet. LoRaWAN (LongRangeWideAreaNetwork) ist ein sogenanntes LPWAN (Low Power Wide Area Network) Protokoll. Dieser Artikel zeigt die von LoRaWAN benutzten Frequenzen und die verfügbaren Klassen von Endgeräten auf.
LoRa nutzt in den verschiedenen Regionen der Welt unterschiedliche Frequenzen. Es ist hier jedoch erforderlich, dass man vor Inbetriebnahme eines LoRa Gerätes sich genauer informiert, um die korrekte Frequenz einzustellen. Die nachfolgende Tabelle zeigt die korrekten Frequenzen je Land respektive Kontinent auf:[1]
| Region | Frequenz |
|---|---|
| Europa | 863-870MHz
433MHz |
| US | 902-928MHz |
| China | 470-510MHz
779-787MHz |
| Australien | 915-928MHz |
| Indien | 865-867Mhz |
LoRaWAN wird als erweiterte Stern-Topologie aufgebaut. Gateways leiten Nachrichten von den End-Devices an einen zentralen Netzwerkserver weiter. Die Gateways sind mit dem Netzwerkserver via standardmäßigen Internet Verbindungen verbunden.
Es gibt drei unterschiedliche bidirektionale Klassen von Endgeräten:
Klasse A Endgeräte implementieren bidirektionale Kommunikation. Die Uplink-Datenübertragung geht hierbei stets vom Endgerät aus. Auf die Uplink-Nachricht folgen 2 kurze Empfangsfenster für Downlink-Nachrichten. Diese Downlink-Nachrichten können sowohl für Acknowledge-Nachrichten als auch Änderungen von Geräteparametern enthalten. Da die Kommunikation zwischen dem Endgerät und dem Gateway immer nur vom Endgerät aus begonnen werden kann, kann es zwischen dem Veröffentlichen neuer Geräteparameter und dem Implementieren am Endgerät zu einiger Wartezeit kommen.
Zwischen den einzelnen Sendezeitpunkten können Klasse A Geräte ihr LoRa-Modul komplett in einen Energiesparmodus versetzen. Dies führt zu einer besonderen Energieeffizienz.
Klasse B implementiert, zusätzlich zu den Übertragungsfenstern von Klasse A, weitere Empfangsfenster. Klasse B Geräte sind über zyklisch gesendete Beacons synchronisiert. Über diese Beacons wird kommuniziert, zu welchen Zeiten weitere Empfangsfenster offen stehen. Der Vorteil besteht darin, das die Latenzzeiten im voraus bestimmt werden kann, während jedoch der Energieverbrauch als Konsequenz steigt. Der Energieverbrauch bleibt aber gering genug um batteriebetriebene Anwendungen implementieren zu können.
Klasse C reduziert die Latenzzeit beim Downlink enorm, da das Empfangsfenster des Endgeräts stets geöffnet ist, solange das Gerät selbst keine Nachrichten sendet. Aus diesem Grund kann der Netzwerkserver stets eine Downlink Übertragung beginnen. Ein zeitlicher Wechsel zwischen Klasse A und C wird besonders bei batteriebetriebenen Geräten genutzt um zum Beispiel "Firmware-Over-The-Air" Updates auszuführen.
|
Autor: Constantin Loibl Constantin Loibl studiert Interaktive Systeme / Internet of Things an der Technischen Universität Deggendorf, und belegt sein Betriebspraktikum bei Thomas-Krenn.
|
wiki