🌐 Was ist LoRa?

LoRa steht für "Long Range" und ist eine Funktechnologie, die für die Langstreckenkommunikation bei sehr niedrigem Energieverbrauch entwickelt wurde. Sie eignet sich besonders für Anwendungen im Bereich des Internet of Things (IoT) – also für Geräte, die kleine Datenmengen über große Entfernungen senden, häufig batteriebetrieben und wartungsarm.

 

🔬 Technologische Grundlagen

 

1. Modulation

 

LoRa nutzt eine spezielle Modulationsart namens Chirp Spread Spectrum (CSS). Dabei wird das Signal über eine große Bandbreite verteilt. Das macht die Übertragung robust gegen Störungen und Rauschen und ermöglicht eine besonders hohe Empfindlichkeit der Empfänger – entscheidend für die große Reichweite.

 

2. Reichweite

 

In ländlichen Gebieten: bis zu 15–20 km

In städtischen Gebieten: etwa 2–5 km, abhängig von Gebäuden und Umgebungsbedingungen

 

3. Frequenzbänder

 

LoRa nutzt lizenzfreie ISM-Frequenzbänder, die je nach Region unterschiedlich sind:

 

Europa: 863–870 MHz Standardmäßig 868 MHz genutzt

 

Nordamerika: 902–928 MHz915 MHz als typisches Zentrum

 

Südamerika: 902–928 MHz Wie in Nordamerika, häufig 915 MHz

 

Asien: 433 MHz oder 920–925 MHz Je nach Land unterschiedlich

 

Australien: 915–928 MHz Ähnlich wie Nord-/Südamerika

 

➡️ Südamerika verwendet typischerweise das 915-MHz-Band, wobei die genaue Kanalnutzung und Regulierung von Land zu Land leicht variieren kann (z. B. Brasilien hat eigene Vorgaben innerhalb dieses Bereichs).

 

⚙️ Eigenschaften von LoRa

 

Reichweite - Sehr hoch, mehrere Kilometer

Datenrate - Gering (ca. 0.3 bis 50 kbps)

Stromverbrauch - Sehr niedrig

Bidirektionalität - Möglich, aber eingeschränkt

Positionierung - Grobe Ortung über Signalstärke / Zeit möglich

Topologie - Stern-Topologie (über Gateways)

 

🛠️ Was ist LoRaWAN?

 

LoRaWAN ist das Netzwerkprotokoll, das auf LoRa aufbaut.

 

Es definiert:

 

Kommunikationsregeln zwischen Endgeräten und der Infrastruktur

Sicherheitsmechanismen wie Verschlüsselung auf mehreren Ebenen

Geräteklassen, je nach Energiebedarf und Kommunikationsverhalten:

Klasse A: Minimaler Energieverbrauch, nur kurze Empfangsfenster

Klasse B: Empfangsfenster zu festen Zeiten

Klasse C: Dauerhaft empfangsbereit, höherer Energieverbrauch

Ein typisches LoRaWAN-Netzwerk besteht aus:

Sensoren oder Endgeräten

Gateways, die Funkdaten empfangen und ins Internet weiterleiten

Netzservern, die Verbindungen verwalten und Daten verteilen

Anwendungsservern, die die Nutzdaten verarbeiten

 

🧭 Einsatzbereiche

 

Smart Cities: Luftqualität, Verkehr, Parkraummanagement

Landwirtschaft: Bodenfeuchte, Wetterstationen, Tiertracking

Gebäudetechnik: Rauchmelder, Energiezähler, Raumklimaüberwachung

Logistik: Asset-Tracking, Frachtüberwachung

Versorgung: Smarte Wasser- und Stromzähler

 

📊 Vorteile

 

Lange Batterielaufzeiten (oft 5–10 Jahre oder mehr)

Geringe Infrastrukturkosten

Große Reichweiten bei wenig Energie

Funktioniert auch in Gebäuden gut

Keine Lizenzgebühren für Frequenzen

 

⚠️ Einschränkungen

 

Begrenzte Datenmengen pro Übertragung

Nicht geeignet für Echtzeitanwendungen (z. B. Video oder Audio)