LoRaWAN steht für Long Range Wide Area Network und ist ein Funkprotokoll für die energiesparende Datenübertragung über große Reichweiten. Es überträgt kleine Datenmengen sehr stromsparend und durchdringt Gebäudestrukturen besser als klassisches WLAN, weshalb es sich für die Vernetzung von Sensoren und Aktoren in Gebäuden etabliert hat. Damit lassen sich Gebäude ohne aufwendige Verkabelung mit Sensorik ausstatten, auch im Bestand.
Was ist LoRaWAN?
LoRaWAN ist ein Funkstandard, der speziell für vernetzte Geräte entwickelt wurde, die selten kleine Datenmengen senden und dabei möglichst wenig Strom verbrauchen sollen. Der Name steht für die große Reichweite und die weiträumige Netzarchitektur. Als Übertragungstechnik nutzt der Funkstandard ein Spreizbandverfahren, das eine robuste Verbindung auch dort ermöglicht, wo Wände und Hindernisse ein normales Funksignal schwächen würden.
Wie funktioniert LoRaWAN?
Das moderne Funknetzwerk besteht aus drei Ebenen: Endgeräte wie Sensoren und Aktoren senden ihre Daten per Funk an ein Gateway. Das Gateway bündelt die Signale und leitet sie über das Internet an einen Netzwerkserver weiter, der die Daten der zentralen Anwendung bereitstellt. Regelbefehle laufen den umgekehrten Weg. Weil nur kleine Datenpakete in kurzen Impulsen übertragen werden und die Geräte dazwischen in einen Ruhemodus wechseln, laufen batteriebetriebene Sensoren oft mehrere Jahre ohne Wechsel. Die Daten sind dabei Ende zu Ende verschlüsselt.
Worin unterscheidet sich LoRaWAN von WLAN und kabelgebundenen Systemen?
Die drei Ansätze unterscheiden sich deutlich in Reichweite, Energiebedarf und Installationsaufwand:
| Merkmal | LoRaWAN | WLAN | Kabelgebundene GLT |
| Reichweite im Gebäude | Hoch, gute Durchdringung | Begrenzt | Abhängig von Verkabelung |
| Energiebedarf der Geräte | Sehr gering | Hoch | Netzabhängig |
| Installationsaufwand | Ohne Verkabelung nachrüstbar | Vorhandenes Netz nötig | Aufwendige Verkabelung |
| Eignung für Bestandsgebäude | Hoch | Mittel | Gering |
Warum eignet sich der Funkstandard für die Gebäudeautomation?
Das moderne Funknetzwerk kommt mit wenigen Gateways aus, durchdringt Wände und Decken gut und arbeitet auf Wunsch unabhängig vom IT-Netzwerk des Betreibers. Das macht die Nachrüstung einfach, weil weder eine flächendeckende Verkabelung noch ein Eingriff in die bestehende IT nötig ist. Gerade in älteren oder denkmalgeschützten Gebäuden, in denen sich Kabel kaum verlegen lassen, spielt die Technologie ihre Stärken aus. Zugleich ist sie skalierbar, sodass sich ein System von wenigen Räumen bis zu vielen Standorten erweitern lässt.
Wie sicher ist die Datenübertragung mit LoRaWAN?
Der Funkstandard überträgt die Daten Ende zu Ende verschlüsselt und trennt dabei zwei Sicherheitsebenen, eine für das Netzwerk und eine für die Anwendung. Beide arbeiten üblicherweise auf Basis des AES-Standards, der auch in anderen sicherheitskritischen Anwendungen verbreitet ist. Ein zusätzlicher Vorteil liegt darin, dass ein LoRaWAN-System unabhängig vom IT-Netzwerk des Betreibers betrieben werden kann, etwa über eine eigene Mobilfunkanbindung des Gateways. Dadurch entsteht keine neue Angriffsfläche im bestehenden Firmennetz, und die IT-Abteilung muss das System nicht in ihre Infrastruktur integrieren.
Wie viele Geräte unterstützt ein LoRaWAN-Netzwerk?
Ein einzelnes Gateway kann viele Endgeräte gleichzeitig bedienen, sodass sich schon mit wenigen Gateways ein ganzes Gebäude abdecken lässt. Nach Angaben von Betterspace reicht ein Gateway in Innenräumen bis zu 500 Meter weit, wobei die tatsächliche Durchdringung von der Bausubstanz abhängt. Weil die Endgeräte nur kurze Datenpakete senden und dazwischen in einen Ruhemodus wechseln, laufen batteriebetriebene Sensoren oft mehrere Jahre ohne Wechsel. Das System bleibt dabei erweiterbar, von wenigen Räumen in einem Objekt bis zu vielen Geräten über mehrere Standorte hinweg.
Verwandte Begriffe
Quellen & weiterführende Informationen:
- Betterspace: Mit LoRaWAN zum Smart Building
- Betterspace: Was ist LoRaWAN und wie funktioniert es
- Betterspace: MSR-Technik und wie sie Energie spart
- Betterspace: better.energy im Überblick
- Betterspace: GA, GLT und LoRaWAN-Raumsteuerung im Vergleich
- LoRa Alliance: Spezifikation und Grundlagen von LoRaWAN