10.8. Toetsvragen LoRaWan#

  • over de beperkingen van LoRaWan

  • uitruilen tussen bitrate en bereik (afstand)

  • hoe bereik je een lange batterij-levensduur?

  • schaalbaarheid van het LoRaWan-netwerk?

  • opmerking: door het toevoegen van meer gateways, wordt de bitrate groter, en kunnen er meer nodes in een “cell”.

  • nadeel van long range: interferentie tussen de verschillende nodes. deze wordt kleiner naarmate de berichten korter worden, zie het vorige punt.

  • downlink-berichten: waarom timing bepaald door IoT-apparaat (IoT-knoop)?

  • welke toepassingen zijn wel/niet geschikt voor LoRa(Wan)?

Voor een LoRaWan IoT-knoop (class A) bepaalt de IoT-knoop wanneer de gateway een downlink-bericht kan versturen, nl. vlak na het ontvangen van een uplink-bericht. Wat is het voordeel van deze aanpak?

  • De IoT-knoop hoeft alleen “aan” te zijn voor het versturen van een uplink-bericht plus een klein ontvangstvenster; de rest van de tijd kan de IoT-knoop uit staan, om de batterij te sparen.

  • De gateway weet dan dat de IoT-knoop in de buurt is, en verspilt geen energie door onnodig berichten te versturen.

  • Dit maakt de kans dat er andere IoT-knopen op hetzelfde moment een bericht versturen kleiner.

Voor een LoRaWan IoT-knoop (class A) bepaalt de IoT-knoop wanneer de gateway een downlink-bericht kan versturen, nl. vlak na het ontvangen van een uplink-bericht. Wat is het nadeel van deze aanpak?

  • Het moment dat de IoT-knoop het bericht ontvangt is onbepaald: de vertraging (latency) tussen het versturen van het bericht vanuit de toepassing en het ontvangen van het bericht door de IoT-knoop kan willekeurig groot worden.

Welke invloed heeft het toevoegen van een extra gateway in een LoRaWan-netwerk?

  • de knopen in de buurt komen dichter bij de dichtsbijzijnde LoRaWan-gateway, waardoor ze met kortere berichten kunnen volstaan (lagere spreidingsfactor);

  • kortere berichten betekent dat er meer knopen in het netwerk passen zonder risico op botsende berichten (collisions);

De spreidingsfactor (SF) in LoRa is een maat voor de duur van de afzonderlijke bits in een radio-bericht - en daarmee voor de energie die voor het versturen van een bit gebruikt wordt. Elke volgende SF-waarde, bijvoorbeeld van SF8 naar SF9, betekent een verdubbeling van deze duur. SF12 is de hoogste spreidingsfactor, met de meeste energie per bit - en daarmee het grootste bereik. Een SF12-bericht duurt echter wel 32 maal zo lang als een SF7-bericht met dezelfde payload. Waarom is het zinvol om berichten met de kleinst mogelijke SF te versturen, in plaats van altijd de hoogste te gebruiken? (Meerdere antwoorden mogelijk.)

  • Een SF12-bericht gebruikt 32 maal zoveel energie als een SF7-bericht, waardoor de batterij van de IoT-knoop sneller uitgeput raakt;

  • De periode dan een IoT-knoop niet mag zenden vanwege de 1%-regel is voor het SF12-bericht veel groter dan voor het SF7-bericht;

  • Door de kortere SF7-berichten is er minder kans op botsingen (collisions) met berichten van andere knopen.

  • Door de kortere SF7-berichten zijn er meer knopen bij een gateway mogelijk.

(Vraag: moet een gateway met dezelfde bitrate/SF antwoorden als de IoT-knoop? Nee, dat is niet nodig. De berichten dat de knoop de SF kan (moet?) terugbrengen zijn in een beter passende SF.)