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Multichannel LoRa-Gateways

Damit von LoRa-Nodes abgesendete Nachrichten auch ankommen, braucht es Gateways. Diese leiten die per Funk empfangenen Nachrichten weiter per TCP/IP zur weiteren Verteilung und Verarbeitung, ob in einem eigenen LoRa-Netz, einem kommerziellen LoRa-Netz oder einem Hybridmodell, wie es “The Things Network” betreibt.

Um über längere Distanzen und unterschiedliche Topologien senden zu können, gibt es diverse Funkkanäle und Sendearten, konkret “Spread Factors”, die ein standardkonformes, vollwertiges Gateway gleichzeitig empfangen und verarbeiten können sollte. In Deutschland/Europa, bei dem hauptsächlich der Frequenzbereich um 868 MHz für LoRa genutzt wird, sind es letztlich 8 relevante Kanäle (dazu kommen noch zwei Kanäle für höhere Senderaten, die aber bei IoT vermutlich keine Rolle spielen und wegen der Kanalbeschränkung auch nicht sonderlich skalieren würden).

Single-Band-Gateways sind schon für 20-30€ zu bekommen, vollwertige Gateways kosten aber sehr viel mehr. Neben diversen DIY-Lösungen auf Basis eines Raspberry PI und eines Funkmoduls, gibt es auch fertige Gatways zu kaufen. Hier eine (unvollständige) Aufstellung:

IMST Lite Gateway, (circa 270€)

Die IMST GmbH aus Kamp-Lintfort ist eigentlich für ihre Gateway-Module iC880A bekannt, die man mit Adapter auf einem Raspberry PI via SPI anschliessen und betreiben kann. IMST bietet jedoch das ganze auch als Komplettpaket an. Ein passendes Netzteil und Antenne sind im Shop erhältlich. Mit Umsatzsteuer und Versand ist man ab circa 270€ mit dabei.

Laird Sentrius RG186 (circa 275€)

Der US-Hersteller Laird bietet mit dem RG186 ein Gateway an, welches über die üblichen Großhändler elektronischer Bauteile zu beziehen ist. Mouser verlangt hier 230€ plus Umsatzsteuer aber inklusive Zollkosten, man muss also auch in etwas mit 275€ rechnen, DigiKey scheint etwas günstiger zu sein. Antennen für LoRa, BLE und WiFi sind ebenso enthalten, wie ein Twisted Pair-Kabel und ein Netzteil.

Kerlink iFemtoCell (circa 250€)

Der französische Hersteller Kerlink bietet mit der iFemtoCell ein kompaktes Indoor-Gateway an. Ein Datenblatt konnte ich bei einem Händler ausfindig machen, letztlich kommet auch hier der Referenz-Gateway-Chip zusammen mit einem x-beliebigen ARM-SoC und Linux zum Einsatz. Als Preis wird in einem dt. Webshop ca 250€ mit Umsatzsteuer und Versand ausgerufen.

Fazit:

Vermutlich sind die Radio-Chipsätze aller oben genannter Gateways identisch, nämlich basierend auf dem Referenz-Chip von Semtech. Trotzdem dürften die Sendeleistungen unterschiedlich sein und man müsste ich alle drei Gateways mal näher anschauen und Tests durchführen. Das sei dem Leser überlassen. Das IMST Lite Gateway ist vom Hersteller explizit als Testgerät deklariert, was eventuell bei der Planung und Beschaffung für den Dauereinsatz eine Rolle spielt.

Alternativ zu den oben genannten Fertigprodukten gibt es natürlich die angesprochene Möglichkeit, einen Raspberry PI mit einem Radio-Board zu verbinden. Hierzu gibt es neben dem iC880A mittlerweile aus China den RAK-Wireless RAK831 ein weiteres Board, trotzdem sind hier jeweils Kosten von ca 150€ zuzüglich Adapterplatinen für den Raspberry-PI zu veranschlagen. In Anbetracht der eher zweifelhaften Garantiebedingungen bzw Abwicklung mit einem Hersteller aus China und eventuell neben der Umsatzsteuer noch zusätzlich anfallenden Zöllen, wäre ich hier vorsichtig. Trotz der anfallenden Bastelarbeit hat man IMO nur Nachteile.

Eine Bemerkung noch zu den Gehäusen: Alle oben genannten Gehäuse werden für den Indoor-Betrieb angeboten. Outdoor-Varianten sind zwar teilweise erhältlich, aber so kostet die Outdoor-Variante des Laird RH186 circa das dreifache(!). Das hat vermutlich auch damit zu tun, dass die Hersteller am liebsten ihre professionellen Outdoor-Gateways verkaufen wollen würden, die noch immer weit über 1000€ kosten, dafür aber zB mit 4G ausgestattet sind. Wer also ein Gebiet rasch und zuverlässig mit LoRa abdecken möchte und ein Budget hat, sollte fertigen Profi-Gateways benutzen. Wer wenig Geld hat, sollte mit einem Single-Channel-Gateway erste Erfahrungen sammeln.

Disclaimer

Ich bin kein Experte was LoRa oder LoRaWAN angeht sondern blutiger Anfänger, der sich in das Thema einliest und selbst vor der Anschaffung/Aufbau eines Gateways steht. Falls also ein “Profi” mitliest und Fehler findet oder Hinweise geben kann: Bitte Kommentar schreiben 🙂

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