Bild eines LoRaWAN-Gateways

Basierend auf technischen Daten und einzelnen Versuchen LoRaWAN-Konnektivität im Untergrund zu untersuchen, wurde sich im Projektverbund für diese Funk-Datenübertragungsmethode entschieden. Vor allem die Erkenntnisse aus dem Versuch der eawag im schweizerischen Fehraltdorf lassen den Einsatz der Technologie als vielversprechend erscheinen.

Die Reichweite von LoRaWAN-Kommunikation hängt, wie bei anderen Funkfrequenzen von einer möglichst freien Sicht ab. Die Gebäudedurchdringung funktioniert aufgrund der relativ hohen Frequenz gut, ist jedoch begrenzt. Vor allem stark armierte Gebäude oder S-Bahnbrücken tilgen das Signal nahezu vollständig. Das macht es für Standorte im Untergrund zusätzlich schwierig eine valide theoretische Abschätzung zu treffen.

Aus dem Grund waren Reichweitentests an den konkreten Schächten, in den Messtechnik verbaut werden soll, unvermeidlich.

Ausbreitung der Funkwellen erfolgt “donutförmig”

Über die praktische 3-D Version in Google Maps konnten im Vorfeld die hohen und für Funkübertragung damit bevorzugten Gebäudestandorte für eine gute Verbindung identifiziert werden. Bei einem zweitägigen Reichweitentest konnten die so ausgewählten Gebäude, in Absprache mit dem Eigentümer, mit einem mobilen LoRa-Gateway bestückt und mit sog. Feldtestern die Signalstärke an allen potentiellen Sensorstandorten ermittelt werden.

Zusätzliche vergleichende Tests zur Antennenausführung ergaben ein zufriedenstellendes Ergebnis für die meisten Standorte. Kanalschächte, die nicht in Reichweite liegen oder mit schwachem, unsicheren Signal senden, werden eine neuartige Mobilfunkübertragungseinheit bekommen, die über das sog. Schmalband energiesparend Daten überträgt.

Das Ergebnis des Reichweitentests bestätigt größtenteils Erfahrungen, wonach 400 bis 500 Meter realistisch sind, um aus dem Kanalschacht ein Signal zu bekommen (je nach Bebauung und Höhe des Gateway Standortes).

Der große LoRaWAN-Reichweitentest
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