Technische Details LoRa / LoRaWAN

Eigenschaften von LoRa (Physical Layer)

• Reichweiten über mehrere Kilometer möglich
• Modulation: Frequenzspreizung (Chirped Spread Spectrum) mit Faktoren: (SF7 - SF12)
• Bandbreiten: 125/250/500 kHz
• Frequenzbereich (Europa): 433 und 868 MHz-Band
• zulässige Sendeleistung (ERP) + Duty Cycle
  • 433,05 - 434,79 MHz 10 mW (10 dBm)
  • 865,00 - 868,00 MHz 25 mW (14 dBm) 1% (pro Stunde)
  • 865,00 - 868,60 MHz 25 mW (14 dBm) 1% (pro Stunde)
  • 869,40 - 869,65 MHz 500mW (27 dBm) 10% (pro Stunde)
• Empfängerempfindlichkeit: -137 dBm (Semtech @ 300 bit/s)
• Link-Budget: 150 dB
• Code-Rate (CR): 4/5, 4/6, 4/7, 4/8
• Datenraten (@ CR 4/5): 292 - 50 000 bit/s
  • SF7 @ 125 kHz: 5468 bit/s (-123 dBm)
  • SF8 @ 125 kHz: 3125 bit/s (-126 dBm)
  • SF9 @ 125 kHz: 1757 bit/s (-129 dBm)
  • SF10 @ 125 kHz: 976 bit/s (-132 dBm)
  • SF11 @ 125 kHz: 537 bit/s (-134,5 dBm)
  • SF12 @ 125 kHz: 293 bit/s (-137 dBm)
  • SF12 @ 10,4 kHz: 24 bit/s (-148 dBm)
• Freiraumausbreitungsdämpfung (868 MHz): 91,2 dB + 20*log(r/km)
  • 100 km: 132,4 dB
  • 800 km: 150,5 dB
• Bitrate: $R_b= SF * \frac{4/(4+CR)}{2^{SF}/BW}$ (CR: Code rate (1-4), BW: Bandwidth)

Semtec-Chips

• SX1276
  • -148dBm
  • 20 dBm PA
• SX1262
  • 22/15 dBm
  • -148 dBm

Meshtastic

• Long-Fast (EU 868)
  • Frequenz: 869,525 MHz (869,40 - 869,65)
  • Bandbreite: 250 kHz
  • Duty Cycle: 10% (1h Basis)
  • SF / Symbols: 11/2048
  • Coding Rate: 4/5
  • Datenrate: 1,074 kbps
  • max. Sendeleistung: 27 dBm (EIRP)
  • Empfindlichkeit: -131 dBm
• Long-Fast (EU 433)
  • 4 Frequenzslots
  • Frequenz: 433,875 MHz (Slot 4)
  • max. Sendeleitung: 10 dBm (EIRP)
• Medium-Fast (EU 868)
  • Bandbreite: 250 kHz
  • SF: 9
  • CR: 4/5
  • Bruttodatenrate: 3515 bps

Meshcore

• EU-Preset
  • Frequenz: 869,618 MHz
  • Bandbreite: 62,5 kHz
  • SF 8
  • Coding Rate: 4/8
  • Datenrate: 976,56 bps
  • Duty Cycle: 10%

Meshcom

• MeshCom wird mit dem eigenem Rufzeichen und ohne jegliche Verschlüsselung betreiben
• Frequenz: 433.175 MHz
• SF 11
• Coding Rate: 4/6
• APRS-Protokoll

Eigenschaften von LoRaWAN

• Nutzt LoRa zur Bitübertragung
• Medienzugriff: ALOHA
• Downlink: unterschiedlich konfigurierbar (Geräteklassen A/B/C)
• Topologie: Stern, die Endgeräte (Nodes) senden zu einem erreichbaren Gateway, welches die Daten zum zentralen Netzwerkserver weiterleiten
• Multicast: möglich
• Ende-zu-Ende-Verschlüsselung: per 128-Bit-AES-Appkey

Eigenschaften des The Things Network (TTN)

• Duty Cycle (TTN):
  • uplink: 30s per 24h per Node
  • downlink: 10 Nachrichten pro Tag
• Kanäle (TTN – EU863-870):
  • Uplink
    1. 868.1 - SF7BW125 to SF12BW125
    2. 868.3 - SF7BW125 to SF12BW125 and SF7BW250
    3. 868.5 - SF7BW125 to SF12BW125
    4. 867.1 - SF7BW125 to SF12BW125
    5. 867.3 - SF7BW125 to SF12BW125
    6. 867.5 - SF7BW125 to SF12BW125
    7. 867.7 - SF7BW125 to SF12BW125
    8. 867.9 - SF7BW125 to SF12BW125
    9. 868.8 - FSK
  • Downlink
    • Uplink channels 1-9 (RX1)
    • 869.525 - SF9BW125 (RX2)