Die Abdeckung eines LoRa-Netzwerks hängt sowohl von den baulichen Gegebenheiten als auch von der Entfernung zwischen den Sensoren und dem Gateway ab. Wände, Fußböden, Metallkonstruktionen, Antennen und die Positionierung der Geräte wirken sich direkt auf die Signalqualität aus.
LoRa eignet sich dank seiner großen Reichweite und seines geringen Energieverbrauchs besonders gut für die Gebäudetechnik. Die angegebene Reichweite im freien Feld lässt sich jedoch nicht direkt auf ein Dienstleistungs- oder Industriegebäude übertragen.
Wie groß ist die tatsächliche Reichweite von LoRa?
Im freien Feld, ohne Hindernisse und bei direkter Sichtverbindung zwischen den Geräten kann LoRa eine Reichweite von mehreren Kilometern erzielen. Die Lösungen von Enless erreichen im freien Feld sogar eine Reichweite von über 5 Kilometern.
In einem Gebäude hängt die Reichweite von zahlreichen Faktoren ab:
- Die Entfernung zwischen dem Sensor und dem Gateway
- Die Anzahl der durchquerten Wände und Decken
- Das Vorhandensein von Stahlbeton
- Metallkonstruktionen und Metallschränke
- Die Höhe der Anlagen
- Die Qualität und Ausrichtung der Außenstellen
- Rauschen und Funkstörungen
- Die Empfindlichkeit des empfänger
Es gibt also keine allgemeingültige Innenraumdistanz. Zwei Gebäude mit identischen Abmessungen können sehr unterschiedliche Funkleistungen aufweisen.
Welche Hindernisse beeinträchtigen die LoRa-Abdeckung?
Jedes Hindernis dämpft einen Teil des Signals. Der Grad der Dämpfung hängt von seiner Dicke, seiner Beschaffenheit und dem Winkel ab, in dem die Welle darauf trifft.
| Art des Hindernisses | Im Allgemeinen beobachteter Einfluss |
|---|---|
| Leichte Trennwand | Gering bis mäßig |
| Mauer aus Ziegeln oder Betonsteinen | Mäßig |
| Dicke Steinmauer | Mäßig bis stark |
| Stahlbeton | Stark |
| Metalltür oder Metallkonstruktion | Sehr stark |
| Schaltkasten aus Metall | Erhebliches Risiko einer Blockade |
| Aufzugsschacht | Sehr ungünstige Rahmenbedingungen |
Metallkonstruktionen stellen einen der wichtigsten Punkte dar, auf die man achten muss. Ein geschlossener Schaltschrank kann wie ein Faraday-Käfig wirken und einen Großteil des Signals blockieren.
Wie wird das Gateway oder der „ empfänger “ aufgestellt?
Ein Gateway, das in einem abgelegenen Raum, im Keller oder hinter mehreren Metallwänden installiert ist, kann die Leistungsfähigkeit von LoRa nicht voll ausschöpfen.
Wählen Sie nach Möglichkeit einen Standort aus:
- Relativ zentral in Bezug auf die Sensoren
- Ausreichend hoch
- Fern von metallischen Hindernissen
- In der Nähe der Gebiete, die am schwierigsten zu versorgen sind
- Für Inbetriebnahme und Wartung zugänglich
Der geografische Mittelpunkt des Gebäudes ist nicht unbedingt der beste Standort. Man muss auch die Verteilung der Sensoren und kritische Bereiche wie Heizungsräume, Keller und Technikräume berücksichtigen.
Warum ist die Ausrichtung der Antenne so wichtig?
Die Antenne spielt eine entscheidende Rolle für die Netzabdeckung des LoRa-Netzes.
Ein Gateway oder ein „ empfänger “ kann in einem Schrank gebäudeleittechnik installiert werden, seine Antenne muss jedoch außerhalb des Metallgehäuses angebracht werden.
So erzielen Sie die beste Leistung:
- Stellen Sie die Antenne außerhalb des Schranks auf
- Halten Sie sie in aufrechter Position
- Bringen Sie sie so hoch wie möglich an
- Halten Sie sie von Hochleistungsgeräten fern
- Vermeiden Sie es, sie direkt auf eine Metalloberfläche zu kleben
- Überprüfen Sie den Anschluss des SMA-Steckers
Das Enless LoRaWAN-Gateway und die LoRa Easy-Empfänger können mit der Langstreckenantenne ANT REN SMA LR 868 1000-008 kombiniert werden.
Lesen Sie die Montageanleitung der Antenne, um die Empfehlungen zur Aufstellung zu erfahren.
Wie sind RSSI und SNR zu interpretieren?
Die Qualität einer LoRa-Verbindung sollte nicht anhand eines einzigen Indikators bewertet werden.
Der RSSI
Der RSSI gibt die Stärke des empfangenen Signals an. Er wird in dBm angegeben und nimmt in der Regel einen negativen Wert an.
Je näher der Wert an Null liegt, desto stärker ist das Signal. Ein RSSI von −70 dBm ist daher besser als ein RSSI von −110 dBm.
Für die LoRa Easy Enless-Empfänger werden in der Dokumentation die folgenden Bezeichnungen verwendet:
- Signal gut bis zu −105 dBm
- Korrektes Signal von −106 bis −112 dBm
- Schwaches Signal unter −112 dBm
Diese Richtwerte gelten speziell für LoRa Easy-Empfänger. Bei LoRaWAN variieren die zulässigen Pegel insbesondere je nach dem verwendeten Spreading Factor.
Der SNR
Der SNR gibt das Verhältnis zwischen dem Nutzsignal und dem Funkrauschen an. Ein Signal kann zwar stark sein, aber durch Motoren, Stromversorgungen oder andere Übertragungen gestört werden.
Dank der LoRa-Modulation kann ein Frame manchmal auch bei einem negativen SNR decodiert werden. Es ist daher ratsam, folgende Faktoren gemeinsam zu analysieren:
- Der RSSI
- Der SNR
- Der Spreading-Faktor
- Die Regelmäßigkeit der Nachrichten
- Die Anzahl der verlorenen Frames
Ein einziger empfangener Datensatz reicht nicht aus, um einen Standort endgültig zu bestätigen.
Wie lässt sich die Netzabdeckung eines LoRa-Netzes testen?
1. Kritische Bereiche identifizieren
Finden Sie auf einem Stadtplan:
- Der geplante Standort des Gateways
- Die Positionen der Sensoren
- Die verschiedenen Stockwerke
- Betonwände und -platten
- Metallkonstruktionen
- Keller und Technikräume
Beginnen Sie die Tests an den Standorten, an denen die Funkverbindung am schwierigsten ist.
2. Das Gateway und die Antenne vorläufig installieren
Stellen Sie das Gateway und die Antenne an ihrem endgültigen Standort auf. Die Antenne muss bereits außerhalb des Schranks und in vertikaler Position installiert sein.
3. Die Sensoren an ihrem tatsächlichen Einsatzort testen
Platzieren Sie jeden Sensor an der Stelle, an der er installiert werden soll. Bei Enless-Sensoren mit Drucktaster kann durch kurzes Drücken sofort die Übertragung eines Test-Frames ausgelöst werden.
4. Mehrere Übertragungen überprüfen
Überprüfen Sie den Empfang mehrerer Nachrichten und notieren Sie Folgendes:
- Der RSSI
- Der SNR
- Der Spreading-Faktor
- Die Radioqualität
- Die Regelmäßigkeit der Fahrten
Führen Sie die Tests nach Möglichkeit bei geschlossenen Türen und Schränken sowie bei laufender technischer Ausrüstung durch.
Wie lässt sich eine unzureichende LoRa-Abdeckung verbessern?
Führen Sie die folgenden Schritte in dieser Reihenfolge aus:
- Überprüfen Sie den Antennenanschluss
- Ziehen Sie die Antenne aus dem Metallschrank heraus
- Stellen Sie die Antenne höher auf
- Halten Sie sie von Hochleistungsgeräten fern
- Probieren Sie eine neue Richtung aus
- Stellen Sie das Gateway oder das empfänger
- Fügen Sie bei Bedarf Empfangsgeräte hinzu
Mit dieser Methode lässt sich vermeiden, dass das Netz überdimensioniert wird, obwohl manchmal schon eine einfache Versetzung der Antenne das Problem lösen kann.
Ausweitung der LoRaWAN-Abdeckung
In einem LoRaWAN-Netzwerk können mehrere Gateways die Nachrichten desselben Sensors empfangen.
Sollte ein Bereich nach der Antennenoptimierung weiterhin schlecht abgedeckt sein, kann ein zweites Gateway hinzugefügt werden. Eine klassische LoRaWAN-Architektur basiert nicht auf Signalverstärkern.
Das Enless LoRaWAN-Gateway kann bis zu 500 Enless-LoRaWAN-Sensoren oder Sensoren verschiedener Hersteller verwalten. Es verfügt über einen eigenen LoRa-Netzwerkserver und stellt die Daten der „ gebäudeleittechnik “ im Modbus- oder BACnet-Format zur Verfügung.
Ausweitung der Netzabdeckung mit LoRa Easy
LoRa Easy ist das proprietäre Protokoll von Enless, das auf der LoRa-Technologie basiert.
In dieser Architektur kann ein LoRa Easy-Signalverstärker auf halber Strecke zwischen den Sensoren und dem „ empfänger “ platziert werden. Er leitet die empfangenen Frames automatisch weiter, ohne dass eine Konfiguration erforderlich ist.
Man sollte jedoch bedenken, dass der Repeater:
- Funktioniert ausschließlich mit Enless-Sensoren im LoRa Easy-Modus
- Ist nicht mit LoRaWAN kompatibel
- Muss an einer Stelle platziert werden, an der die Sensoren einwandfrei funktionieren
- Muss von metallischen Hindernissen ferngehalten werden
- Fügt der Anlage Funkverkehr hinzu
Enless empfiehlt daher, die Anzahl der Repeater zu begrenzen und zunächst die Antenne und das empfänger zu optimieren.
Ausführliche Anweisungen finden Sie in der Installationsanleitung des RX REPEATER.
Häufig gestellte Fragen zur LoRa-Abdeckung
Welche Reichweite hat LoRa in einem Gebäude?
In Innenräumen gibt es keine garantierte Reichweite. Die Abdeckung hängt von den Baumaterialien, den Stockwerken, der Antenne, dem Gateway und den Funkstörungen ab.
Ist eine Reichweite von 5 Kilometern in Innenräumen möglich?
Diese Reichweite gilt unter Freifeldbedingungen. Sie kann bei Durchdringung von Wänden und Decken eines Gebäudes nicht garantiert werden.
Wo sollte eine LoRa-Antenne installiert werden?
Die Antenne muss hoch oben, in vertikaler Position, außerhalb von Metallschränken und in ausreichendem Abstand zu Leistungsgeräten angebracht werden.
Kann man in LoRaWAN einen Repeater verwenden?
Der Enless-Repeater funktioniert ausschließlich im LoRa Easy-Modus. Um ein LoRaWAN-Netzwerk zu erweitern, muss die Anordnung der Geräte optimiert oder ein Gateway hinzugefügt werden.
Wie kann man den Versicherungsschutz endgültig bestätigen?
Testen Sie mehrere Übertragungen von jedem kritischen Standort aus und überprüfen Sie den RSSI, das SNR und die Zuverlässigkeit der Nachrichten unter realen Gebäudebedingungen.
Die Zuverlässigkeit Ihrer LoRa-Netzabdeckung verbessern
Die große Reichweite von LoRa ist ein großer Vorteil für das „ gebäudeleittechnik “, macht jedoch eine methodische Umsetzung nicht überflüssig.
Eine zuverlässige Netzabdeckung basiert auf vier Grundsätzen: Hindernisse vorhersehen, die Antennen richtig ausrichten, kritische Punkte testen und eine ausreichende Funkreserve einhalten.
Entdecken Siedie LoRa-Kompetenz von Enless oder wenden Sie sich an unser Team, um die für Ihr Gebäude geeignete Architektur zu erarbeiten.
