LoRa und LoRaWAN: Netzwerke

Weltweit existieren verschiedene LoRaWAN-Netzwerke. Diese unterscheiden sich darin, ob es sich um öffentliche oder private LoraWAN-Netzwerke handelt. Einzelne Personen oder Unternehmen können ihr eigenes, privates LoRaWAN-Netzwerk betreiben. Bei den öffentlichen LoRaWAN-Netzwerken gibt es kostenlose und kostenpflichtige Netzwerke.
Die Verfügbarkeit eines LoRaWANs hängt von der Verfügbarkeit eines LoRa-Gateways ab. Ein LoRa-Gateway ist ein Vermittler zwischen drahtlosen Geräten und dem Internet. Es dient als Verbindungspunkt innerhalb der LoRaWAN-Architektur, um drahtlose Sensoren und andere drahtlose Geräte mit dem LoRaWAN und dem Internet zu verbinden.
Ist man auf ein weitflächiges Funknetz angewiesen, kann man ein kostenpflichtiges LoRaWAN nutzen oder sich an einer Community-basierten Lösung, wie The Things Network (TTN), beteiligen.

TTN - The Things Network

„The Things Network“ (TTN) ist eine Community-basierte Initiative zur Errichtung eines globalen IoT-Funknetzwerks auf Basis von LoRa. Die Idee ist, dass man sich auf der ganzen Welt in Reichweite zu einem TTN-Gateway befindet.
Die Bereitstellung, Errichtung und Betreuung der Gateways liegt dabei in den Händen Freiwilliger bzw. Teilnehmer des Netzwerks. Wer ein eigenes LoRaWAN-Projekt plant und ein TTN-Gateway betreibt, versorgt also immer auch seine Umgebung. Das macht LoRaWAN interessant für Bastler und kommerzielle Nutzer gleichermaßen. Die Organisation hinter The Things Network betreibt dafür Network Server und Application Server.

• https://www.thethingsnetwork.org/
• https://www.thethingsnetwork.org/country/germany/

Helium

Helium ist ein LoRaWAN-Netzwerk, welches, genauso wie The Things Network, von jedem genutzt werden kann und auf die Mitarbeit einer Community setzt. Im Gegensatz zu TTN ist die Nutzung von Helium nicht kostenlos. Es wird nach übertragenen Daten abgerechnet (Data Credits). Dafür müssen bei einem entsprechenden Händler HNTs gekauft werden. Bei HNT handelt es sich eine Kryptowährung.
Die eigentliche treibende Kraft hinter Helium ist also das Mining von HNT. Denn die Gateway-Betreiber bieten nicht nur einen Zugangspunkt zum Helium-LoRaWAN an, sondern schürfen gleichzeitig die Kryptowährung HNT mit den Gateways. Die Idee dabei ist, dass sich Anschaffung und Betrieb der Gateways schneller rechnet und es einen Anreiz gibt, das die Betreiber ihre Gateways möglichst lange betreiben.

Jeder Gateway-Betreiber verdient sowohl durch das Mining als auch an der Übertragung von Daten in Form der Kryptowährung HNT.
Das bedeutet, das Helium-Netz lebt von der Aussicht auf Gewinn, weshalb die Abdeckung größer ist als bei anderen LoRaWAN-Netzen. Die Frage ist, ob das so bleibt?
Nachteilig für den Nutzer von Helium ist die Umständlichkeit durch die Beschaffung der Kryptowährung, um den Datentransfer bezahlen zu können. Kryptowährungen mögen zwar fancy sein, aber das schließt die seriösen Nutzer aus.

• https://www.helium.com/de

ChirpStack

ChirpStack ist kein LoRaWAN-Netzwerk, sondern eine Open-Source Software für einen LoRaWAN-Server, den man im eigenen LoRaWAN betreiben möchte. Die Kommunikation der Sensoren und Aktoren findet dann nicht nur im eigenen Netzwerk statt, sondern die Daten werden auch auf der eigenen Hardware verarbeitet und gespeichert. Mit dieser Software ist man unabhängig, von anderen LoRaWAN-Netzbetreiber und -Anbietern.

• https://www.chirpstack.io/

Private LoRaWAN-Netzwerke

Viele Firmen betreiben lokale oder regionale LoRaWAN-Netzwerke. Es gibt auch Mobilfunk-Netzbetreiber, die an bestehenden Mobilfunkmasten LoRaWAN-Gateways betreiben. Die Swisscom betreibt in der Schweiz ein flächendeckendes LoRaWAN-Netzwerk. Solche Netzwerke richten sich vor allem an Geschäftskunden und sind daher kostenpflichtig.

Private oder Community Network

Grundsätzlich kann jeder ein eigenes LoRaWAN betreiben. Da LoRa im zuteilungsfreien Frequenzbereich arbeitet sind keine Lizenzkosten für Frequenzen notwendig.
Wer nur in einem beschränkten Bereich ein LoRaWAN aufbauen muss, für den kann der Betrieb eigener Gateways und Server sinnvoll sein. Eine Alternative kann ein Community-basierte Lösung sein.

Übersicht: LoRa und LoRaWAN

• LoRa und LoRaWAN: Grundlagen
• LoRa und LoRaWAN: Anwendungen
• LoRa und LoRaWAN: Architektur
• LoRa-Funktechnik
• LoRa-Endgeräte-Klassen (A, B und C)
• LoRa-Endgeräte-Aktivierung (ABP vs. OTAA)

Weitere verwandte Themen:

• Internet der Dinge / Internet of Things (IoT)
• IoT-Funksysteme
• LPWAN - Low Power Wide Area Network
• TTN - The Things Network

IoT mit dem Raspberry Pi Pico mit LoRa, LoRaWAN und The Things Network (TTN)

• Raspberry Pi Pico: Daten an das TTN-LoRaWAN mit LoRa-Modul RAK3272S senden
• Raspberry Pi Pico: Daten an das TTN-LoRaWAN mit LoRa-Modul RAK4200 senden

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