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LoRa | IoT

LoRa und IoT - Was ist das?

LoRa und IoT - Was ist das?
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LoRa steht für Long Range. Lang heißt es LoRaWAN und steht für Long Range Wide Area Network. Es handelt sich dabei um eine Funktechnik für das ISM-Band. Es ermöglicht trotz niedriger Datenraten eine Überwindung von relativ großen Distanzen, die den von Mobilfunkgeräten ähneln. Entwickelt wurde es für das IoT – Internet of Things, das Internet der Dinge.



Was ist das IoT?

Beim IoT handelt es sich um eine Abkürzung für das Internet of Things, das Internet der Dinge, auch „Allesnetz“ genannt. Es handelt sich um die Verknüpfung von Objekten mithilfe einer Vernetzung, die dem Internet ähnlich ist. Allerdings sind die kommunizierenden Parteien Maschinen und Dinge, und nicht mehr Menschen. Nicht nur der Computer, sondern „intelligente Dinge“ sollen den Alltag des Menschen erleichtern und unterstützen. Allerdings soll dies unmerklich geschehen, ohne dass die intelligenten Helfer den Menschen einschränken, ablenken oder ihm überhaupt noch merklich auffallen.


Beim normalen Internet handelt es sich um Software, die zwar über Hardware läuft, aber nicht „real“ in Erscheinung tritt. Man kann sie nicht anfassen. Beim Internet of Things soll das anders sein. Hier sollen die Eigenschaften des Internets mit realen Dingen verbunden werden, die den Menschen in seinem Alltag umgeben. So sollen Verknüpfungen entstehen, beispielsweise zwischen Haushaltsgeräten oder Anlagen verschiedenster Art. Das IoT soll dazu dienen, Gegenständen die Möglichkeit zu geben, ihren Zustand zu erkennen und als Information weiterzugeben. Der Drucker könnte beispielsweise ein Problem erkennen und beispielsweise das Fehlen einer Patrone auf das Smartphone des Besitzers melden.


Heizanlagen oder jegliche Geräte, die vom Menschen beruflich oder privat genutzt werden, könnten besser überwacht werden. Alterung, Verschleiß, Abnutzungserscheinungen oder Verbrauch könnten gemessen und protokolliert werden. Das IoT soll dazu verwendet werden, dass diese Geräte nicht nur eine Auskunft über ihren momentanen Zustand geben, sondern auch miteinander kommunizieren und kooperieren. Ein realer Einsatzbereich, in dem das IoT heute schon genutzt wird, ist beispielsweise die Paketverfolgung bei Zustellern. Die meisten Paketdienstleister bieten ihren Kunden die Möglichkeit, den Verlauf ihres Paketes zu verfolgen und dessen Status stets abrufen zu können. Meist wird dabei an der jeweiligen Transportstation ein Code eingescannt, welcher dann automatisch an eine Zentrale übermittelt wird. Der Nutzer kann über einen Link auf der entsprechenden Website in Echtzeit sehen, wo sein Paket sich befindet.



Was ist LoRa?

LoRa steht für „Long Range“, also eine große Reichweite. Im Gegensatz zu vielen anderen Funksystemen hat es eine höhere Reichweite, etwa 10 bis 15 km bei freier Sicht zum Sender. Die Firma Semtech entwickelte und patentierte das Prinzip LoRa. Als Funknetz nutzt LoRa das klassische, europäische ISM-Band. ISM steht für „Industrial, Scientific and Medical Band“. ISM-Bänder sind Frequenzbereiche. Diese können mithilfe von Geräten, die in der Hochfrequenz arbeiten, genutzt werden. Vorrangig in den Bereichen der Industrie, Wissenschaft, Medizin, bei Sicherheitstechnik oder in ähnlichen, häuslichen oder externen Bereichen.



Wie arbeitet LoRa?

LoRa wurde gezielt für das Internet der Dinge entwickelt und ist ein sogenanntes „Low-Power-Wireless-Netzwerkprotokoll“, es verbraucht also wenig Energie und funktioniert kabellos. Es arbeitet mithilfe einer Chip-Technologie der Semtech Cooperation. Ihre Verwendung ist einseitig, das bedeutet, sie sorgt dafür, dass Iot-Geräte Signale an das Netz senden können. Dieser Vorgang wird als „Uplink-Kommunikation“ bezeichnet und ist asymmetrisch, da die IoT-Geräte an das Netz senden und nicht andersherum. Die Kommunikation über LoRa erfolgt über die jeweiligen Frequenzbereiche der ISM-Bänder. Diese können von Land zu Land, oft auch regional unterschiedlich sein.


Endgeräte kommunizieren hierbei mit sogenannten Gateways, welche die zu versendenden Daten an einen Server schicken. Für eine ökonomische Arbeitsweise nutzt LoRa Frequenzspreizung. Das bedeutet, die Übertragungsraten zu den Endgeräten werden an die jeweiligen Möglichkeiten angepasst. Die Kommunikation ist außerdem gleich doppelt verschlüsselt an zwei verschiedenen Stellen: dem Netzwerkserver und dem Anwendungsserver.


Die Reichweite dieser Art der Datenübertragung wird sehr unterschiedlich angegeben. Oft zwischen 10 und 15 Kilometern bei freier Sicht zwischen Sender und Empfänger. Die Reichweite richtet sich nach den Bedingungen der Umgebung. In städtischen Gebieten erreicht sie oft nur einige Kilometer und in ländlichen Gebieten mit wenigen Einschränkungen kann sie bis zu 40 Kilometern weit reichen.



Wo kann LoRa angewendet werden?

Besonders attraktive scheint die LoRa-Funktechnologie für Sicherheitstechnik zu sein. Aufgrund ihrer Fähigkeit, Gebäude zu durchdringen, kann sie auch Signale aus unterirdischen Räumen, wie beispielsweise Tiefgaragen senden. Da die LoRa-Technik nicht das Mobilfunknetzwerk, sondern die ISM-Bänder, also völlig andere Frequenzbereiche zur Datenübertagung nutzt, eröffnen sich ganz neue Möglichkeiten. LoRa kann sicher, störungsfrei und stromsparend Daten übermitteln.

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Lisa Machatschek
Neben meinem Studium mit dem Schwerpunkt Kommunikation, arbeite ich gerne in allerlei redaktionellen Bereichen. Nach der freischaffenden Tätigkeit bei einer lokalen Zeitung, bin ich seit kurzem im Ratgeber-Bereich von kingnetz.de tätig. Mich begeistert das Schreiben und die vielfältigen Themen, in denen Wissen vermittelt werden kann.
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