LoraWan

LoRaWAN is een specificatie voor een telecommunicatienetwerk geschikt voor langeafstandscommunicatie met weinig vermogen. De technologie wordt gebruikt voor machine-to-machinecommunicatie.

We zijn gewend aan 4G en wifi. We streamen muziek naar onze smartphone en bekijken films op een tablet. Vanaf een bankje in het park loggen we met een laptop in op het bedrijfsnetwerk. Deze activiteiten hebben een ding gemeen: er gaat veel digitale informatie door de ether en dat kost energie. Dataverkeer met hoge bandbreedtes trekt batterijen en accu’s snel leeg. Smartphones en laptops moeten dagelijks aan de oplader.

Dat is meestal geen optie voor draadloze sensoren. Een lastig bereikbare of cruciale sensor moet maanden, liefst jaren in de lucht blijven. Communicatie via een gsm- of wifinetwerk kost te veel energie, zelfs wanneer de batterijen tussentijds worden opgeladen met zonnecellen. Het veel zuinigere bluetooth biedt evenmin soelaas: het bereik is te klein. Omdat sensornetwerken relatief weinig dataverkeer genereren, zijn er gelukkig betere oplossingen.

Low Power, Wide Area Network

Het antwoord ligt in netwerken met een enorm bereik, een heel laag energieverbruik en een hoge densiteit (de capaciteit om verbinding te maken met veel apparaten). LoRaWAN is zo’n Low Power, Wide Area Network (LPWAN). Het werkt met de LoRa-radiofrequentietechnologie. De sensoren of actuatoren (de nodes) zijn verbonden met LoRaWAN-gateways. Deze verzorgen het transport van berichten tussen nodes en een LoRaWAN-netwerkserver, die het netwerk beheert. In theorie kan één gateway duizenden nodes bedienen. Dit aantal is sterk afhankelijk van de hoeveelheden verzonden data. Voor praktische toepassingen is het aantal nodes per gateway meestal enkele honderden.

In Nederland zijn twee LoRaWAN-providers actief die gateways plaatsen. Een daarvan, The Things Network (TTN), is een fair-use-organisatie. RTS  is hier ook lid van.  De andere LoRaWAN-provider in Nederland is KPN, die de dienst aanbiedt op abonnementsbasis. Nederland loopt internationaal voorop met de dekkingsgraad van LoRaWAN. Het gebruik van de term ‘Wide Area’ is in het geval van LoRaWAN zeker niet overdreven. Een gateway is bereikbaar voor nodes op vele kilometers afstand.

LoRa-radiofrequentie
LoRaWAN werkt met LoRa (Long Range) frequentiemodulatie-technologie. LoRa is gebaseerd op spread-spectrum-techniek en gebruikt een variant van chirp spread spectrum (CSS). Hierbij wordt gewerkt met de modulatie van breedband FM-pulsen. De te verzenden gegevens worden gecodeerd door het verhogen en/of verlagen van de frequentie over een bepaalde periode. De CSS-techniek zorgt voor een zeer hoge signaalgevoeligheid en een laag energieverbruik. LoRa kan signalen demoduleren die tot 19,5 dB onder de ruisvloer liggen, terwijl vergelijkbare systemen een signaal van 8 tot 10 dB boven de ruisvloer nodig hebben. Het gevolg is dat LoRa-signalen een groot bereik hebben. Ze dringen ver door in gebouwen en hebben vrijwel geen last van reflecties.

De toekomst van LoRaWAN

LoRaWAN is nog volop in ontwikkeling. De groei van IIoT zal deze trend versterken. Leveranciers zullen single-chip-oplossingen bieden met ingebouwde LoRaWAN-functionaliteit. De technologie zal goedkoper en breder beschikbaar worden. Wij concentreren ons op het aanbieden van systemen die aansluiten op tracking en diefstaloplossingen. Hiermee bouwen wij voort op de jarenlange ervaring op gebied van anti-diefstal systemen.