Baubiologie und Oekologie

Gesundes Bauen und Wohnen

Bayreuth, 21.01.2020

 

Baubiologen sollten den Begriff LoRaWan kennen

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- LoRaWan ist eine relativ neue Funktechnologie, die sich eher unbemerkt in unser Leben einschleicht. Dafür werden keine großen Funkmasten gebaut, sondern eher kleine Übergabestationen benötigt, die nicht so schnell auffallen. Die Verteilstationen (Gateways) können auch in bestehende Sendeeinrichtungen integriert werden. Viele Energieversorger sind gerade dabei, in den Städten LoRaWan-Netze "auszurollen". So plant der Regionalversorger N-Ergie in Nürnberg ein neues Funknetz für Smart-City-Anwendungen. In Baden-Württemberg will die Firma EnBW ein flächendeckendes Netz aufbauen. Die ersten Anwendungsgebiete sind Smart Parking, die Überwachung des Verkehrsaufkommens und Sensorik in öffentlichen Gebäuden. Auch die Daten von elektronischen Stromzählern in Privathaushalten können mit LoRaWan übertragen werden.

Datenübertragung mit geringem Stromverbrauch

Der Begriff LoRa bedeutet "Long Range" und bezeichnet eine kabellose Übertragungstechnik mit relativ großer Reichweite und geringem Stromverbrauch. LoRaWan ist das Netzwerkprotokoll für die Kommunikation. Es regelt den Betrieb einer Basisstation mit LoRa-Chips, die acht Frequenzen mit 42 Kanälen überwachen kann. Übertragen werden relativ geringe Datenmengen pro Stunde. Beispielsweise überträgt ein Funksystem pro Kanal etwa 20 Datenpakete und benötigt dafür wenige Sekunden. Die Anwendungsgebiete sind schon jetzt schier unendlich. So übermitteln kleine Sensoren an Leihfahrrädern den Standort in Verbindung mit einem Geo-System, überwachen Sensoren die Route freilaufender Haustiere, sichern Baugeräte vor Diebstahl oder melden Falschparker in Halteverbotszonen an die Verkehrsüberwachungszentrale.

Bis zu 1000 Sensoren sind einem Gateway zugeordnet

Im Zusammenhang mit dem Internet der Dinge (IoT=Internet of Things) haben sich auch neue Begriffe gebildet. So erhalten die Basisstationen den Namen "Gateways". Sie sammeln alle Daten in einem sternförmig angeordneten Netzwerk. Die Sensoren sind die "Dinge" (Things). Sie werden mit Batterien betrieben und besitzen eine kleine Antenne. Gateways sammeln die Daten von bis zu 1000 Sensoren ein, wobei die Datenübertragung zeitversetzt erfolgt, da das zur Verfügung stehende Frequenzband sehr schmal ist. Die Gateways leiten die Daten an einen Zentralrechnung mit einem IoT-Betriebssystem weiter. Die LoReWan Association bezeichnet ihr System mit "ATLAS".

Fest zugeordnete Frequenzbereiche

In Deutschland sind für die Nahbereichsnetze schmale Frequenzbereiche vergeben worden. LoRaWan sendet entweder im Frequenzband von 863 MHz bis 870 MHz oder zwischen 433,05 MHz bis 434,79 MHz. Die Signalbandbreite beträgt entweder 125 oder 250 kHz. Im Vergleich zu Funkstandards wie LTE oder gar 5G ist dies sehr wenig. So bietet LTE eine Bandbreite von 20 MHz, 5G sogar bis 100 MHz. Für die Aufgabenstellung der LoRaWan-Netze reicht das schmale Band vollkommen aus. Hier kommt es nicht auf die Übertragung von Massendaten, sondern auf die sichere und energiesparende Methode an. Bei der Messung mit Breitbandgeräten fallen die Signale in den schmalen Bändern oft nicht auf. Mit dem Hochfrequenz-Spektrumanalysator kann man den Frequenzbereich jedoch gezielt hervorheben und messen, welche Feldstärke im Haus anzutreffen ist.

LoRaWan durchdringt Mauern

Die niedrigen Frequenzbereiche sind den Netzbetreibern sehr willkommen. Denn die Funkwellen können Mauern durchdringen. So lässt sich beispielsweise ein Datensatz vom elektronischen Stromzähler problemlos ins Freie zu einem Gateway übertragen. Die zulässige Sendeleistung wird durch eine EU-Verordnung vorgegeben. Die Norm ETSI EN 300 220-2 regelt den Bereich unterhalb von einem Gigahertz. Die Sensoren dürfen demnach maximal mit 25 Milliwatt senden und nur innerhalb einer begrenzten Zeitspanne, welche in Prozent von einer Stunde definiert ist. Im Nahbereich der Sensoren sind durchaus hohe Feldstärken zu erwarten. Ein Daueraufenthalt neben dem Minisender ist deshalb nicht zu empfehlen.

Weitere Informationen

www.smart-city-solutions.de/lorawan/
www.energate-messenger.de/news/189052/n-ergie-baut-lorawan-netz-in-nuernberg
energie.blog/smart-parking-projekt-in-trier-mit-zenner/
www.baubiologie.net/publikationen/tagungsbaende-emv-tagungen-des-vdb.html





 


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