Ein Datenblatt verspricht Ihnen, dass LoRaWAN 15 km erreicht, manchmal mehr. Diese Zahl ist echt, und Sie werden sie so gut wie nie erreichen. Die 15 km gelten für freie Sicht, das Gateway auf einem Mast, der Sensor unter freiem Himmel, nichts im Weg. Setzen Sie dieselbe Hardware in eine Stadt, in eine Lagerhalle oder hinter eine Baumreihe, und die ehrliche Reichweite fällt auf ein paar Kilometer oder ein paar Hundert Meter. Die Planungsfrage lautet deshalb nicht “wie weit kann LoRaWAN reichen”, sondern “wie weit reicht es dort, wo ich es einsetze, und was kostet mich diese Reichweite an Datenrate und Akkulaufzeit”.
Genau diesen Zielkonflikt übersehen die meisten Projektpläne. Sie können eine LoRaWAN-Verbindung weiter treiben, aber das Funkmodul bezahlt die Distanz, indem es langsamer wird, und ein langsameres Funkmodul leert den Akku schneller. Treffen Sie diese Abwägung falsch, dann liefern Sie Sensoren aus, die entweder offline gehen oder binnen eines Jahres ausfallen. So planen Sie das, bevor Sie kaufen.
Die Zahlen, mit denen Sie wirklich planen können
Das sind typische Reichweiten aus der Praxis, keine Rekorde und keine Datenblattwerte im Idealfall. Behandeln Sie sie als Ausgangspunkt für die Planung und bestätigen Sie sie anschließend mit einer Begehung.
In dicht bebauten Stadtgebieten planen Sie mit etwa 2 bis 5 km zwischen einem Sensor und einem Gateway. Hohe Gebäude, Stahl und Straßenschluchten dämpfen das Signal, und ein Sensor zwei Häuserblocks hinter einem Hochhaus kann ausfallen, während sich ein Sensor in derselben Entfernung mit freier Sicht problemlos verbindet. Exponierte Gateway-Standorte auf Dächern haben in städtischen Tests deutlich über 10 km erreicht, aber das ist die Ausnahme, nicht die Größe, auf die Sie ein Netz auslegen.
In Vorort- und ländlichen Gebieten sind 10 bis 20 km bei freier Sicht realistisch, und teils bewaldete halbländliche Standorte erreichen mit freier Strecke immer noch über 20 km. Echte freie Sicht, Gateway hoch und Sensor unverbaut, kann bis zu 30 km reichen, und die berühmten Ballon- und Überwasser-Rekorde liegen im Bereich von Hunderten von Kilometern. Diese Rekorde belegen, was das Funkmodul leisten kann. Sie beschreiben nicht Ihr Parkhaus.
Im Innenraum verschiebt sich die Rechnung erneut. LoRaWAN dringt besser ein als die meisten Funktechniken mit geringem Stromverbrauch, weil es bei niedriger Frequenz mit hoher Empfängerempfindlichkeit arbeitet, und es erreicht meist ein bis zwei Kellerebenen aus Beton. Genau deshalb funktioniert es für Wasserzähler und Sensoren in Tiefgaragen. Aber das Wort “meist” leistet in diesem Satz echte Arbeit. Tief im Gebäude, in metallverkleideten Räumen und in Schächten unter Geländeniveau bestätigen Sie die Abdeckung, statt sie anzunehmen.
Warum Distanz Sie Datenrate und Akku kostet
LoRaWAN erkauft Reichweite mit einer Einstellung namens Spreading Factor, oft als SF7 bis SF12 geschrieben. In einfachen Worten: Ein höherer Spreading Factor streckt jedes Datenbit über eine längere, langsamere Übertragung, was das Signal über weite Distanz oder durch Hindernisse leichter hörbar macht. Der Preis dafür ist, dass das Funkmodul viel länger eingeschaltet bleibt, um dieselbe Nachricht zu senden.
Diese Sendezeit ist es, die den Akku leert. Eine Übertragung mit SF12 dauert in der Größenordnung 25-mal länger und verbraucht rund 20 bis 25-mal mehr Energie als dieselbe Nachricht mit SF7. Ein Sensor nahe an einem Gateway kann mit SF7 arbeiten, schnell fertig sein und einen Akku über Jahre strecken. Derselbe Sensor, an den Rand der Abdeckung getrieben, klettert auf SF12, sendet langsam und kann diesen Akku in einem Bruchteil der Zeit aufzehren. Er bewegt zudem weniger Daten pro Nachricht, sodass häufige oder größere Payloads nicht mehr in das Sendezeit-Budget passen.
Das ist die Spannung hinter der Reichweitenzahl. Der Sensor am äußersten Rand, der sich in Ihrem Test “noch verbindet”, ist im Feld womöglich der erste, der ausfällt, und derjenige, der nicht oft genug Daten senden kann, um nützlich zu sein. Reichweite, Datenrate und Akkulaufzeit sind drei Ecken desselben Dreiecks, und Sie dürfen nur das Gleichgewicht wählen, nicht alle drei zugleich.
Planen Sie die Abdeckung, bevor Sie Sensoren kaufen
Die günstigste Lösung für jedes Reichweitenproblem ist die, die Sie vor der Bestellung treffen.
Beginnen Sie mit der Platzierung des Gateways, denn sie entscheidet mehr als jede Sensorspezifikation. Höhe gewinnt: Ein Gateway 5 bis 7 Meter über dem Dach, mit der Antenne frei von umgebenden Hindernissen, übertrifft eine teurere Sensorflotte, die unter einem schlecht platzierten Gateway sitzt. Halten Sie Gateways aus Kellern, metallenen Technikräumen und der Nähe von Klimatechnik heraus, denn all das ruiniert die Leistung. Bei mehrgeschossigen Gebäuden hilft eine Montage nahe dem Gebäudekern mit vertikal ausgerichteter Antenne, Sensoren über mehrere Stockwerke zu erreichen.
Führen Sie anschließend eine Abdeckungsbegehung durch, bevor Sie sich auf die Sensoranzahl festlegen. Holen Sie Grundrisse und eine topografische Karte, markieren Sie die geplanten Gateway- und Sensorstandorte und notieren Sie die Hindernisse, die zählen: Gebäude, Baumreihen, Gelände und Metall. Gehen Sie den Standort mit einem Testknoten ab und bestätigen Sie, dass die schwachen Stellen mit einem Spreading Factor verbinden, mit dem Sie für die Akkulaufzeit leben können. Wo eine Ecke nicht erreicht wird, ist die Lösung ein besser platziertes Gateway, ein zweites Gateway oder ein Repeater für Keller und dichte Bereiche, nicht die Hoffnung, dass der Sensor schon einen Weg findet. Antennen- und Geländeeffekte sind real und örtlich, und genau deshalb schlägt eine Begehung jedes Mal ein Datenblatt.
Wann LoRaWAN die falsche Wahl ist
Ehrlichkeit zählt mehr als die Treue zu einer einzigen Funktechnik. LoRaWAN passt gut zu stromsparenden Sensoren, die kleine Nachrichten im Takt von Minuten oder Stunden senden. In einigen klaren Fällen ist es das falsche Werkzeug, und es zu erzwingen kostet Sie mehr, als von vornherein die richtige Alternative zu wählen.
Wenn Sie in einem dicht bebauten Stadtkern sind, in dem Sie keine eigenen Gateways platzieren oder warten können, gewinnt meist NB-IoT oder LTE-M in einem Mobilfunknetz. Sie mieten die Abdeckung des Netzbetreibers, statt sie aufzubauen, und die Zellabdeckung existiert bereits. Das Gleiche gilt für Standorte, an denen die Montage eines Gateways nicht praktikabel oder nicht erlaubt ist.
Wenn Sie echten Datendurchsatz brauchen, Video, häufige große Payloads, Firmware über die Luft in egal welcher Geschwindigkeit, dann trägt das Sendezeit-Budget von LoRaWAN das nicht. Mobilfunk ist hier die richtige Antwort.
Für echte Abgeschiedenheit ganz ohne Infrastruktur, offenes Meer, abgelegene Pipelines, Hinterland, gibt es kein Gateway zu erreichen und keinen Mobilfunkmast, sodass Satelliten-IoT die realistische Option ist, auch wenn es pro Nachricht mehr kostet.
Das Muster: Wenn Sie die Gateways kontrollieren, die Nachrichten klein sind und die Standorte innerhalb der durch eine Begehung bestätigten Reichweite liegen, ist LoRaWAN bei Strom und Kosten schwer zu schlagen. Außerhalb dieser Bedingungen benennen Sie die bessere Funktechnik und machen weiter.
Wo TagoIO ins Bild passt
TagoIO ist die Datenplattform, nicht die Funktechnik. Es ist konnektivitätsneutral, nimmt also Daten von LoRaWAN-Network-Servern auf, von Mobilfunk- und NB-IoT-Geräten über MQTT, aus Satelliten-Backhaul und aus mehr als 500 Geräteintegrationen, und kümmert sich dann an einem Ort um Dashboards, Alarme und Analyse. Ist ein Standort teils LoRaWAN und teils Mobilfunk, wie es bei gemischten Projekten oft der Fall ist, landen die Daten trotzdem auf einer Plattform. TagoIO ist nach ISO 27001 zertifiziert, für Teams, die diese Aufstellung brauchen. Der Punkt ist: Sie wählen die Konnektivität nach technischen Maßstäben, und die Plattform passt zu allem, wofür Sie sich entscheiden.
Nächste Schritte
Wenn Sie ein Projekt abstecken, entscheiden Sie zuerst über die Funktechnik anhand von Abdeckung und Strom und bringen dann die Daten an einen Ort.
- So fließen Gerätedaten ein: tago.io
- Doku zu LoRaWAN-Network-Server und MQTT-Integration: docs.tago.io
Planen Sie die Abdeckung, führen Sie die Begehung durch und lassen Sie den Zielkonflikt über die Funktechnik entscheiden, bevor die Sensoren ausgeliefert werden.
