LoRa (Meshcore)

Meshcore ist eine fortschrittliche Kommunikationsüberlagerung, die die LoRa-Technologie nutzt, um resiliente und dezentrale Netzwerke zu schaffen. Ihre Hauptfunktion besteht darin, Notfallkommunikation zu ermöglichen, insbesondere in Situationen, in denen die traditionelle Infrastruktur ausgefallen oder nicht zugänglich ist. Meshcore ermöglicht direkte Geräte-zu-Geräte-Kommunikation und bildet ein Mesh-Netzwerk, in dem jedes Gerät Informationen weiterleiten kann.

www.meshcore.co.uk

• Alltägliche Übertragung von Telemetrie, Textnachrichten oder Positionsdaten
• Ergänzung bestehender Systeme
• Krisen- und Katastrophenfall
  • Kommunikationsreserve bei Netzausfällen
  • Koordination bei Großschadenslagen
  • Lokale Informationsverteilung
  • Erhöhung der Krisenfestigkeit
• Ausfallsicherheit
  • Kommunikation in Echtzeit, auch wenn Mobilfunk unzugänglich wird.

Meshcore funktioniert, indem es ein sich selbst heilendes Netzwerk schafft, das Daten autonom weiterleitet. Gegenüber anderen, ähnlich arbeitenden Systemen (zB. Meshtastic), bietet Meshcore folgende Vorteile:

• Reduziert unnötigen Funkverkehr durch ein zielgerichtetes Routing.
• Bessere Skalierbarkeit.
• Planbarer Infrastrukturaufbau.
• Bietet sich daher für Behörden, Organisationen und individuelle Personen an.

Ein Meshcore Netz, sei es öffentlich oder nicht, besteht üblicherweise aus den folgenden Elementen: Companion, Room Server und Repeater. Wo der Companion eher lokal beim User ze sehen ist sind Repeater eher auf Netzebene einzuordnen. Room Server befinden sich näher am Benutzer und stellen fakultative Funktionen zur Verfügung. Grundsätzlich kann jeder alle Elemente in das Netz einbringen. Zur einfachen Teilnahme genügt je nach Abdeckung durch das Netz (Funkempfang) ein Companion.

Companion:

• Zentrales Element für die Benutzerinteraktion.
• Direkte Kommunikation zwischen Companions.
• Zugang zum Netz über einen Repeater (falls notwendig).

Der Companion ist das Endgerät der User. Er dient ausschließlich dem Senden und Empfangen von Nachrichten und leitet keine fremden Nachrichten weiter.

Repeater:

• Erweitert die Reichweite des Netzwerks.
• Verstärkt das Signal in Bereichen mit schwachem Empfang.
• Optimiert Datenpakete zur Minimierung der Latenzzeiten.
• Reicht Datenpakete über andere Repeater weiter.

Repeater sind dauerhaft betriebene Infrastrukturknoten. Sie übernehmen die Weiterleitung von Nachrichten und bilden das Rückgrat des Netzes. Repeater reichen ggf. das Datenpaket eines Companions zum nächsten Repeater weiter, sodass es sich weiter im Netz verbreitet, bis es schlussendlich beim Empfänger (Companion) ankommt. Dies erfolgt automatisiert.

Room Server:

• Verwaltet Kommunikation in einem bestimmten Raum.
• Sorgt für effektiven Datenfluss zwischen Geräten.
• Ermöglicht intelligente Steuerung von Beleuchtung, Heizung und Sicherheitssystemen (Smarthome).
• Ermöglicht das Zwischenspeichern von Textnachrichten.

Ein Room Server erweitert das Netz um Nachrichtenräume mit Zwischenspeicherung. Nutzer können Gruppenchats nutzen und Nachrichten auch zeitversetzt empfangen. Er sorgt dafür, dass alle Endgeräte im virtuellen Raum effektiv miteinander kommunizieren können und optimiert den Datenfluss. Hierzu verwaltet der Room Server die eintreffenden Daten und reicht sie zwischen Endgeräten und Sensoren weiter. Ggf. werden die Daten auch an Repeater und somit an das Netz weitergereicht.

LoRa und somit auch Meshcore nutzen die Chirp-Spread-Spektrum Modulation, um eine robuste Konnektivität in städtischen und ländlichen Umgebungen zu gewährleisten. Diese Technik macht die Übertragung beständig gegenüber Störungen und ermöglicht lange Kommunikationsstrecken. Zu den Hauptmerkmalen gehören:

• Geringer Stromverbrauch: Optimal für batteriebetriebene Geräte, die jahrelang ohne Austausch betrieben werden können.
• Lange Reichweite: In der Lage, Daten über Entfernungen von mehreren Kilometern in offenen Gebieten zu übertragen.
• Skalierbarkeit: Unterstützt Tausende von Geräten in einem einzigen Netzwerk, ohne die Leistung zu beeinträchtigen.
• Zugänglichkeit: LoRa kann in Frequenzbereichen verwendet werden, die für die Öffentlichkeit zugänglich ist und keiner weiteren Genehmigung bedarf (bitte länderspezifische Gesetzgebung prüfen).

Nach dem Kauf eines unterstützten Gerätes muss die entsprechende Firmware (Gerätesoftware) auf das Gerät geladen werden. Dies kann über den Meshcore Web Flasher erfolgen: https://flasher.meshcore.co.uk/. Gerät per USB anschließen, die passende Firmware auswählen und auf das Gerät laden. Anschliessend kann das Gerät via Smartphone (Bluetooth) oder je nach Bauform ggf. auch am Gerät selbst konfiguriert werden (siehe weiter unten).

Basierend auf der LoRa Technologie gibt es nicht nur Meshcore sondern auch noch das recht verbreitete Meshtastic.

Die genutzte Frequenz liegt im öffentlich zugänglichen 868MHz ISM Band. Dieses Frequenzband darf ohne weitere Genehmigung genutzt werden, ähnlich wie bei den häufig verwendeten und lizenzfreien PMR446 Handfunkgeräten. Allerdings gelten Beschränkungen bezüglich Sendeleistung und Übertragungsverfahren (ggf. auch Antennen!). Bitte die landesspezifischen Bestimmungen prüfen!

Für Meshcore sind in Europa die folgenden Einstellungen üblich: