Was ist LoRaWAN?
Viele unserer alltäglichen Bewegungen in der Stadt sind davon abhängig, dass wir Strom, Netz oder WLAN haben. Das wird insbesondere im Krisenfall relevant: Wie lassen sich bei einem Stromausfall Notrufe betätigen und Feuerwehr oder Rettungswagen rufen? Und wie können Städte krisenrelevante Daten zu Starkregen oder anderen Extremwetter frühzeitig über Sensoren registrieren, um kritische Infrastrukturen und Verkehr in allen Stadtteilen sicherzustellen? Die innovative Funktechnologie LoRaWAN hält einige mögliche Antworten auf diese Fragen bereit. Welche Potenziale und Herausforderungen in LoRaWAN stecken, erklären wir hier.
Was ist LoRaWAN?
LoRaWAN (kurz für: Long Range Wide Area Network) ist eine innovative Funktechnologie, mit der sich energiesparend Daten übertragen lassen. Der geringe Stromverbrauch in Kombination mit einer hohen Reichweite macht die Technologie besonders relevant für Geräte, die in Bereichen mit einer geringe Netzabdeckung eingesetzt werden sollen. Das wiederum trifft auf viele Smart-City-Lösungen in Städten zu. Da Mobilfunknetze oder die Verfügbarkeit von WLAN innerhalb eines Stadtgebiets stark variieren können – zum Beispiel in bestimmten Gebäuden, in Tunneln oder Kellern –, ist LoRaWAN als drahtlose Funktechnologie gefragt.
Dem geringen Energieverbrauch von LoRaWAN steht die geringe Bandbreite gegenüber, sodass sich LoRaWAN insbesondere für Sensoren eignet, die vergleichsweise wenig Daten übertragen müssen. Ob smarte Bewässerung, Beleuchtung, Umweltsensoren oder andere Anwendungen aus dem Bereich Internet of Things (IoT): Zukunftsfähige, vernetzte Städte sind genau wie ihre Bewohner:innen zunehmend von Datenflüssen abhängig.
Was sind die Vorteile von LoRaWAN?
Die Vorteile von LoRaWAN sind:
- LoRaWAN hat sich durch sein besonders effizientes Modulationsverfahren und ein generell gut ausgebautes Ökosystem bei vielen Anwendungen gegen andere IoT-Protokolle durchgesetzt.
- Viele der Vorteile von LoRaWAN werden aus technischer Sicht bereits von dem zu Grunde liegen Protokoll LoRa abgedeckt. Es gibt daher auch einige Anwendungen, die ihr eigenes Protokoll direkt auf LoRa als Basis aufsetzen. Diese Protokolle nutzen teilweise eine Meshstruktur als Netzwerk.
- Ein Meshnetzwerk bietet den Vorteil, dass es im Vergleich zu einer auf Gateway basierten Struktur ausfallsicherer ist und so gerade für Projekte interessant ist, die Städte in ihrer digitalen Resilienz stärken wollen (z.B. die Kiezbox).
Was sind die Herausforderungen von LoRaWAN?
Die Herausforderungen von LoRaWAN sind:
- Geringe Datenrate und damit begrenzter Anwendungsbereich: LoRaWAN eignet sich gut für einfache Sensoren/Aktoren, aber weniger für datenreiche Sensoren wie Audio, Video, Bild oder andere Sensoren mit hoher Abtastrate.
- Kein freier Standard: Der LoRaWAN-Standard ist zwar offen zugänglich. Wer ihn zum Gerätebau nutzen will, muss allerdings Lizenzgebühren zahlen und ist (theoretisch) abhängig vom Standardinhaber.
LoRa ist gerade mal 10 Jahre alt und bereits weltweit verbreitet. Die Technologiestiftung trägt seit 2017 dazu bei – durch Hosting der Berliner Community, Bildungsprojekte, Hardwarespenden und in der offenen Werkstatt. Aktuell kommt ein LoRa-Meshnetzwerk in unserem Projekt Kiezbox zum Einsatz.
Welche Bedeutung hat LoRaWAN für Berlin?
LoRaWAN ist besonders in Hinblick auf IoT- und Smart-City-Anwendung im digitalen Ökosystem Berlins interessant, da es eine der etabliertesten Funktechnologien ist. Die Berliner Community von The Things Network ist ein unverbindlicher Zusammenschluss von knapp 250 thematisch interessierten Einzelpersonen, die das offene Angebot von The Things Network aus den Niederlanden nutzen, um sich in Berlin Zugang zu LoRaWAN-Netzwerktechnik zu verschaffen und Erfahrung mit dieser Technik zu sammeln. Die Technologiestiftung organisiert seit 2017 die Treffen.
Kiezbox 2.0
Wie sieht die resiliente Stadt von morgen aus? Das zeigt das Modellprojekt Kiezbox 2.0. Mit einem alternativen stromautarken Kommunikationsnetzwerk will das Projekt kritische Kommunikationsinfrastruktur im Krisenfall aufrecht erhalten – und so die Resilienz der Smart City stärken. Kiezbox 2.0 ist eine Pilotmaßnahme der Strategie Gemeinsam Digital: Berlin. Gemeinsam Digital: Berlin ist die Smart City Strategie des Landes Berlin im Rahmen des von BMWSB und KfW geförderten Programms "Modellprojekte Smart Cities".