Ein LoRaWAN-Netzwerk besteht aus vier Hauptkomponenten:

Endknoten: Dies sind alle einzelnen Geräte, aus denen das Netzwerk besteht (z. B. Sensoren, Monitore und Tracker).

Gateways: Diese fungieren als Brücke zwischen den Endknoten und dem Rest des Netzwerks. Gateways sammeln die Daten der Endknoten und übermitteln diese Daten an den Netzwerkserver. Während die Kommunikation zwischen Endknoten und Gateway über LoRaWAN erfolgt, kommunizieren diese Gateways mit dem Netzwerkserver über Protokolle mit höherer Bandbreite (z. B. WiFi, Ethernet oder Mobilfunk).

Diese beiden Begriffe werden manchmal synonym verwendet. Sie beziehen sich jedoch auf leicht unterschiedliche Technologien. LoRa ist eine bestimmte Art von Technologie, die es Geräten ermöglicht, das lizenzfreie Funkspektrum zur Kommunikation zu nutzen. LoRaWAN ist ein Protokoll, das auf LoRa aufsetzt, um ein Netzwerk zu schaffen.

LoRa ist eine urheberrechtlich geschützte Technologie, die dem Semtech-Konzern gehört. In einem LoRaWAN-Netzwerk sind alle Endgeräte und Netzwerk-Gateways mit LoRa-Transceiver-Chips ausgestattet.

LoRaWAN ist ein quelloffenes, cloud basiertes Protokoll, das von der LoRa Alliance entwickelt wurde und von ihr überwacht wird. Das Protokoll legt ein standardisiertes Modell für weiträumige Netze mit LoRa-Funktechnologie fest, einschließlich standardisierter Knotenpunkt-Authentifizierung und Datenverschlüsselung.

Infrastruktur
Mit dem LoRaWAN-Modell entfallen zwar die Datengebühren der Netzbetreiber, jedoch sind Sie für die Entwicklung, Konfiguration und Sicherung Ihres Netzes verantwortlich. Dank des standardisierten LoRaWAN-Protokolls gibt es eine Vielzahl von Anbietern, die die dafür notwendigen Komponenten anbieten. Allerdings kann dies mit einem erheblichen finanziellen Aufwand verbunden sein.

Globaler Einsatz
Wenn Sie Ihr IoT-Netz an einem anderen geografischen Standort einrichten möchten, müssen Sie sich normalerweise nur mit einem IoT-MVNO wie Wireless Logic in Verbindung setzen oder einen geeigneten lokalen Anbieter finden und Ihr Modell auf dessen Infrastruktur übertragen. Bei LoRaWAN ist das nicht immer so einfach. Vielleicht gibt es bereits einen LoRaWAN-Dienstleister, mit dem Sie zusammenarbeiten können. Wenn nicht, müssen Sie Ihre eigene Infrastruktur aufbauen.

Einschränkungen bei der Kommunikation
LoRaWAN kann ideal sein, um kleine Datenmengen von Geräten zu erhalten, die in der Natur eingesetzt werden. Wie wir gesehen haben, kann LoRaWAN auch zur Übertragung von Nachrichten an diese Geräte verwendet werden.
Zu viel Kommunikation kann jedoch dazu führen, dass die Frequenzen überlastet werden. Die Anbieter von LoRaWAN-Diensten legen sogar Grenzen für die Anzahl der Nachrichten fest, die pro Tag gesendet werden können. Wenn zu viele Geräte gleichzeitig versuchen, in einem Netzwerk zu kommunizieren, kann dies zu Störungen und Fehlern führen. In Stoßzeiten können die Fehlerraten (Packet Error Rates, PERs) bis zu 50 % betragen. Für kritische Anwendungen, bei denen die Genauigkeit der Datenpakete oberste Priorität hat, ist LoRaWAN möglicherweise keine brauchbare Option.

Flächendeckung
LoRaWAN verwendet Frequenzen im Sub-1GHz-Bereich und ein sehr schmales Frequenzband. Dies ermöglicht eine sehr starke Durchdringung von Innenräumen und macht LoRaWAN sehr effektiv bei der Überwindung physischer Barrieren. Es ist eine gute Option für den Einsatz von Sensoren und Überwachungsgeräten in schwer zugänglichen Bereichen wie Verkehrs- und Versorgungstunneln, geschlossenen Gebäudeteilen sowie für die Überwachung des Bodens in der Landwirtschaft.
LoRaWAN ermöglicht eine drahtlose Übertragung von bis zu 15 km und kann auch in dichte städtische Umgebungen oder tiefe Innenräume eindringen.

Stromverbrauch
Das Senden oder Empfangen von Informationen über LoRa erfordert nur eine geringe Strommenge. Das macht LoRaWAN zu einer guten Option für Unternehmen, die einen „Fit and Forget“-Ansatz für das Gerätemanagement verfolgen wollen. Der Energieverbrauch für vernetzte Geräte ist minimal, so dass die Batterien viele Jahre lang halten können.

Betriebskosten
Bei der IoT-Konnektivität über Mobilfunk zahlen Sie für das Privileg, das Netz des Betreibers nutzen zu dürfen. Im Gegensatz dazu verwendet LoRaWAN unlizenzierte Frequenzen, so dass Sie für die Datennutzung nicht bezahlen müssen. Es sei denn, Sie nutzen die Dienste eines LoRaWAN-Infrastrukturanbieters, der Ihnen unter Umständen Gebühren berechnet.

Da LoRaWAN eine bidirektionale Kommunikation ermöglicht, können Sie außerdem die Gerätefirmware „over the air“ aktualisieren und so die Kosten und logistischen Herausforderungen der Geräteverwaltung reduzieren.