Low-Power-Wide-Area-Netzwerke
LoRa eignet sich für LPWAN
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
Einbinden neuer Endgeräte
Um Endgeräte innerhalb eines Systems betreiben zu können, sind diese zuvor zu aktivieren (Bild 4). Der Standard beschreibt dazu momentan zwei Arten der sogenannten Aktivierung von Endgeräten. Bei der Aktivierung durch Personalisierung (ABP, Activation By Personalization) werden die für den Betrieb in einem Netzwerk und mit einem Anwendungsdienstleister notwendigen Schlüssel NwkSKey (Network Session Key) und AppSKey (Application Session Key) sowie die Geräteadresse (DevAddr) während der Herstellung des Endgerätes konfiguriert. Dieses Gerät ist dann für den Betrieb dieses Netzwerkbetreibers und dieses Anwendungsdienstleisters personalisiert oder gebunden.
Die Aktivierung über die Luftschnittstelle (OTAA, Over The Air Activation) basiert auf einem geteilten Geheimnis, dem sogenanntem AppKey (Application Key). Dieser ist nur dem Endgerät und einer weiteren Instanz, dem sogenannten JoinServer (Trust Center) bekannt. Dieser generiert auf Anfrage des Endgerätes (JoinRequest) eine entsprechende Antwort (JoinResponse), aus der das Endgerät den NwkSKey und den AppSKey ableiten kann. Darüber hinaus verteilt der Join-Server auf sicherem Weg den NwkSKey zum Netzbetreiber und den AppSKey zum Anwendungsdienstleister.
Die zu sendenden Daten des Endgerätes werden nun mit dem AppSKey verschlüsselt und um weitere systembedingte Paketfelder erweitert (Geräteadresse und Paketnummer). Anschließend wird mithilfe des NwkSKeys ein MIC (Message Integrity Code) über das Paket gebildet und diesem angefügt. Der Netzwerkserver kann nun die empfangenen Pakete authentifizieren und gegebenenfalls Pakete verwerfen, die nicht zu seinem Netzwerk gehören. Die Entschlüsselung des Paketinhaltes ist nur dem Anwendungsdienstleister möglich.
Netze mit LoRa-Funktechnik werden in Zukunft die Mobilfunknetze ergänzen, da sie nicht nur wesentlich einfachere und kostengünstigere Endgeräte erlauben, sondern auch den langjährlichen Batteriebetrieb im Endgerät ermöglichen und in kostenfreien Funkbändern verwendet werden. Darüber hinaus werden derzeit für LoRaWAN weitere Fähigkeiten wie Lokalisierung intensiv diskutiert.
- LoRa eignet sich für LPWAN
- Aufgaben des LoRa-Servers
- Einbinden neuer Endgeräte
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