Die Infrastruktur

Die LoRaWAN® Funktechnologie ist in vielen Fällen maßgeblich an der Entwicklung LoRaWAN® ist ein von der LoRa® Alliance – einer non-profit Gemeinschaft im Technologiesektor – entwickelter Systemstandard. LoRaWAN® steht für „Long Range Wide Area Network“. Mit diesem Systemstandard und der dazugehörigen Funktechnologie LoRa® können konkrete IoT-Anwendungen umgesetzt werden. Der LoRaPark Zeitz dient dazu, Erfahrungen mit dem LoRaWAN®-Netzaufbau sowie der erforderlichen Sensorik-Hardware und den gesammelten Daten zu sammeln und die Zeitzerinnen und Zeitzer an diesen Erfahrungen teilhaben zu lassen. Die technische Basis für den LoRaPark in ein LoRaWAN®-Funknetzwerk, das auf folgenden Komponenten besteht.
  • Sensoren und Sender, die Daten ermitteln und an den Empfänger senden
  • Gateway (Empfänger) leitet die Daten über eine sichere API-Verbindung an den Server weiter. Für den LoRapark wurde das erste Gateway in der Region Zeitz auf dem Rathausturm Zeitz installiert. Dieses Gateway hat eine Reichweite bis zu 1,9 Kilometer. Die Reichweiten können je nach baulichen Gegebenheiten oder Topologie unterschiedlich ausfallen.
  • Netzwerkserver: Dieser nimmt die Daten auf und leitet sie weiter an den Anwendungsserver
  • Anwendungsserver speichert die Daten in einer Datenbank und ermöglich die Visualisierung und die Auswertung der Messdaten
  Über das LoRa®-Funknetz können kleine Datenpakete über weite Strecken hinweg übermitteln werden. Das bekannte WLAN übermittelt im Gegensatz dazu viele Daten über eher kurze Strecken. So können etwa Informationen und Daten erfasst und verarbeitet werden
Aufbau LoRaWAN-Funknetz

Warum LoRaWAN®?

Die Vorteile im Überblick

  1. Konnektivität, dort wo sie benötigt wird.
  2. Das Netzwerk und die Anwendungen sind beliebig erweiterbar.
  3. Kabellose und batterie- oder solarbetriebene, kostengünstige Sensoren.
  4. Offener Standard, für jedermann nutzbar – Unabhängigkeit von Herstellern.
  5. Sichere Datenübertragung.

Gateway

Für den Aufbau des LoRapark hat das Digitalisierungszentrum im Februar 2022 das erste LoRaWAN® Gateway in der Region auf dem Rathausturm der Stadt Zeitz installiert und in Betrieb genommen.

Es schafft damit die Grundlage für ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk mit großflächiger Abdeckung. Auf der Abbildung wird die Reichweite des Gateways dargestellt: rot, orange und gelb eingezeichnete Punkte bedeuten eine sehr gute die grün eingezeichneten eine mittelmäßige Abdeckung. Bei den blauen Punkten ist die Netzwerkabdeckung nicht so gut. 

LoRaWAN-Gatesways im Mitteldeutschen Revier
Das Gateway des DZZ ist das erste in der Region
LoRaWAN-Gatesways im Mitteldeutschen Revier
Reichweite des Gateways

Bei Messungen in Zeitz zeigt sich also, dass die lokalen Eigenheiten, v.a. bergauf in südliche Richtung, den LoRa®-Netzaufbau erschwert. Um mehrere Anwendungen im Stadtgebiet und der Umgebung mit dem Empfänger zu verbinden, ist also ein dichtes Gateway-Netz notwendig.

Ein wichtiger Punkt für einen optimalen Empfang der Signale von den Sensoren ist die Höhe des Installationsortes und vor allem die Höhe der Antenne. Auch das Höhenprofil der Stadt und die Gebäude beeinflussen die Signalstärke, denn die Funkwellen unterliegen und der Brechung, Reflexion und Beugung.

Der Rathausturm Zeitz ist daher ein idealer Standort für das Gateway.