Bewährte Verfahren für die Bereitstellung von LoRaWAN®-Gateways: Gewährleistung einer hervorragenden Funkabdeckung zu geringen Kosten

LoRaWAN® ist eine weit verbreitete LPWAN-Technologie für IoT.LoRaWAN® bietet Konnektivität mit großer Reichweite und geringem Stromverbrauch für diverse Anwendungen. Der Erfolg eines LoRaWAN®-Netzwerks hängt jedoch maßgeblich von der korrekten Installation und dem Einsatz der Gateways ab.

Kürzlich wandte sich ein asiatisches Unternehmen an TEKTELIC, da es mit der Leistung seines bestehenden, nicht von TEKTELIC stammenden LoRaWAN®-Gateways unzufrieden war. Eine Überprüfung ergab, dass sowohl die Auswahl als auch die Installation des Gateways nicht optimal waren, was zu einer schwachen Funkabdeckung und erhöhten Kosten führte.

In diesem Artikel gehen wir auf die wichtigsten Probleme ein und stellen bewährte Vorgehensweisen für eine effektive Lösung vor. LoRaWAN®-Gateway Einsatz.

Herausforderungen: Fehlerhafte Installation und ungeeignete Gateway-Auswahl

Abbildung 1: Ineffiziente und kostspielige LoRaWAN®-Gateway-Installation

Eine Analyse des Aufbaus in Abbildung 1 verdeutlicht mehrere wichtige Punkte:

1. Hochwertiges HF-Kabel:Die Installation verwendet ein langes RG-Kabel, das für den Außeneinsatz ungeeignet ist. Diese Kabel sind aufgrund folgender Eigenschaften nicht für Hochleistungs-HF-Anwendungen ausgelegt:
   • Hoher Signalverlust, der die Empfängerempfindlichkeit verringert.
   • Mangelhafter Feuchtigkeitsschutz und geringe Haltbarkeit.
   • Anfälligkeit für Beschädigungen, insbesondere bei starkem Biegen.

Lösung: Verwenden Sie hochwertige Kabel wie LMR-400, LMR-600 oder HELIAX-Kabel von Andrew. Diese Kabel bieten geringere Signalverluste, bessere Feuchtigkeitsbeständigkeit und langfristige Kosteneffizienz.

Weitere Informationen zur Auswahl der richtigen HF-Kabel finden Sie in unserem Artikel über Wie man die richtigen HF-Kabel für zuverlässige LoRaWAN®-Netzwerke auswählt.

2. Unzureichende Gateway-Platzierung:Das Gateway wurde in geringer Höhe installiert, was zu erheblichen Signalbehinderungen führte. Für eine optimale Platzierung:
   • Der Eingang sollte mindestens 5-7 Meter über dem Dach des Gebäudes liegen.
   • Die Antenne sollte deutlich über umliegenden Hindernissen wie anderen Dächern positioniert werden.

2. Falsche Antennenauswahl:Die in dieser Konfiguration verwendete Antenne weist eine hohe Verstärkung (12–15 dBi) auf, wodurch der Großteil der HF-Energie nach außen gebündelt wird und die Abdeckung nach unten minimal ist. Diese Konfiguration ist ineffizient für städtische und stadtnahe Gebiete, in denen eine ausgewogene Abdeckung im Innen- und Außenbereich erforderlich ist.

Lösung: Verwenden Sie eine 6-dBi-Antenne, um ein ausgewogenes Strahlungsmuster zu erzielen, das sowohl eine große Reichweite als auch eine Abdeckung nach unten bietet.

4. Unzuverlässige Rückübertragung:Die Anlage verfügt über keine sichtbaren externen GPS- und Mobilfunkantennen, was Bedenken hinsichtlich der Zuverlässigkeit der Backhaul-Verbindung und der Zeitsynchronisation aufwirft.

Bewährte Verfahren für die Bereitstellung von LoRaWAN®-Gateways

Um eine optimale HF-Abdeckung und Kosteneffizienz zu gewährleisten, beachten Sie bitte folgende Richtlinien:

1. Wählen Sie Hochleistungsgeräte: Wählen Sie Gateways, die nachweislich zuverlässig sind und mit der Einsatzumgebung kompatibel sind. TEKTELIC Enterprise GatewaysSie bieten beispielsweise eine überlegene Leistung und Kosteneffizienz im Vergleich zu dem Gateway, das das Unternehmen zuvor in Asien eingesetzt hat.
2. Platzierung optimieren:
   • Installieren Sie Gateway und Antenne in ausreichender Höhe, um Hindernisse zu vermeiden.
   • Verwenden Sie eine stabile Befestigungslösung, z. B. eine 5-6 Meter lange Stange, die mit einer beschwerten Stütze gesichert ist.
3. Die richtigen Kabel und Antennen auswählen:
   • Um Signalverluste zu minimieren, verwenden Sie kurze, hochwertige Kabel.
   • Wählen Sie Antennen mit der passenden Verstärkung, die den Einsatzanforderungen entsprechen.
4. HF-Pfadverluste in verschiedenen Umgebungen verstehen:
   • Vorstadtgebiete: HF-Signale erfahren aufgrund von Gebäuden und Vegetation eine mäßige Dämpfung mit einem Pfadverlustexponenten von etwa 3-4.
   • Ländliche Gebiete: Weniger Hindernisse bedeuten einen geringeren Pfadverlustexponenten (2–3), was eine größere Reichweite ermöglicht. Gelände und Vegetation können die Abdeckung jedoch weiterhin beeinträchtigen.
   • Die Installation von Antennen oberhalb von Dächern und Bäumen trägt dazu bei, Hindernisse zu reduzieren und die Signalausbreitung zu verbessern.
5. Zuverlässige Rückübertragung gewährleisten:
   • Setzen Sie Gateways mit stabiler Mobilfunk- oder Ethernet-Backhaul-Verbindung ein.
   • Stellen Sie die GPS-Funktionalität für eine genaue Standortverfolgung und Zeitsynchronisation sicher.

Die ideale Installation: Eine Fallstudie

Abbildung 2: Effektive und kostengünstige LoRaWAN®-Gateway-Installation

Die in Abbildung 2 dargestellte Anordnung veranschaulicht bewährte Vorgehensweisen:

• Hohe Höhe: Das Gateway ist 15 Meter über dem Boden montiert, wobei die Antenne etwas höher positioniert ist, um HF-Abschattung zu minimieren und eine optimale Signalabstrahlung zu gewährleisten.
• Premium-Kabel: Die Installation verwendet Andrew HELIAX-Kabel, um Signalverluste zu minimieren und die Haltbarkeit zu erhöhen.
• Optimale Abdeckung: Die Antennenanordnung ermöglicht einen Abdeckungsradius von 2-3 km mit starker Durchdringung in Innenräumen und erweiterter Reichweite im Freien.
• Kosteneffizienz: Das System bietet eine hervorragende Netzabdeckung zu geringen Kosten, wobei die Gemeinde die Installation und Wartung kostenlos übernimmt.

Fazit

Sorgfältige Planung und Umsetzung sind entscheidend für eine erfolgreiche LoRaWAN®-Implementierung. Durch die Anwendung bewährter Verfahren, wie die Verwendung hochwertiger Komponenten, die Optimierung der Platzierung und die Auswahl der richtigen Geräte, können Unternehmen eine starke Funkabdeckung bei gleichzeitig niedrigen Kosten erzielen.