Welche Antenne für einen MeshCore-Repeater? Unterschiede, Einsatzbereiche und worauf es wirklich ankommt

Wer einen MeshCore-Repeater aufbauen möchte, beschäftigt sich früher oder später mit der passenden Antenne. Dabei stößt man schnell auf Angaben wie 3 dBi, 5,8 dBi oder 8 dBi. Häufig entsteht der Eindruck, dass eine Antenne mit möglichst hohem Gewinn automatisch für die größte Reichweite sorgt. So einfach ist es allerdings nicht.

Die Antenne entscheidet wesentlich mit darüber, aus welchen Richtungen ein Repeater Funksignale empfangen kann und in welche Richtungen er seine eigenen Signale besonders gut abstrahlt. Welche Antenne geeignet ist, hängt deshalb vor allem davon ab, wo der Repeater steht, welche Gebiete oder anderen Stationen erreicht werden sollen und welche Hindernisse sich dazwischen befinden. Gerade bei MeshCore, wo Repeater Nachrichten zwischen verschiedenen Standorten weiterleiten, spielt die richtige Antennenwahl eine wichtige Rolle.

Wie funktioniert eine Funkantenne überhaupt?

Ein MeshCore-Repeater verwendet die Funktechnik LoRa, um Daten drahtlos zu übertragen. Beim Senden erzeugt das Funkmodul ein hochfrequentes elektrisches Signal. Die angeschlossene Antenne wandelt die zugeführte Hochfrequenzenergie in elektromagnetische Wellen um, die sich im Raum ausbreiten. Beim Empfangen funktioniert dieser Vorgang umgekehrt: Elektromagnetische Wellen erzeugen ein elektrisches Signal in der Antenne, das vom Funkempfänger verarbeitet wird. Der Repeater kann anschließend geeignete MeshCore-Datenpakete weiterleiten.

Die Antenne wird also sowohl zum Senden als auch zum Empfangen benötigt. Sie ist dabei kein eigenständiger Funkverstärker, sondern beeinflusst, wie die vorhandene Sendeenergie räumlich verteilt und wie empfindlich Signale aus verschiedenen Richtungen empfangen werden. Ihre Bauform und Ausrichtung bestimmen wesentlich mit, in welche Richtungen eine Funkverbindung begünstigt wird.

Ein gutes Beispiel ist eine einfache, senkrecht montierte Dipolantenne. Sie strahlt ihre Energie nicht gleichmäßig in alle Raumrichtungen ab. Das räumliche Strahlungsdiagramm ähnelt einem Ring oder Donut um die Antenne. Seitlich ist die Abstrahlung besonders ausgeprägt, während sie entlang der Antennenachse deutlich schwächer ist. Eine Antenne, die rundherum empfängt und sendet, muss daher nicht gleichzeitig nach oben und unten gleich gut funktionieren.

Was bedeutet dBi bei einer Antenne?

Die Angabe dBi beschreibt den Antennengewinn im Vergleich zu einer theoretischen Referenzantenne, die in sämtliche Raumrichtungen gleichmäßig abstrahlt. Eine solche ideale Antenne wird als isotroper Strahler bezeichnet. Der angegebene Wert beschreibt die Richtwirkung einer Antenne gegenüber diesem Referenzstrahler und ist ein wichtiger Bestandteil ihrer technischen Eigenschaften.

Ein höherer dBi-Wert bedeutet nicht, dass die Antenne zusätzliche Sendeleistung erzeugt. Stattdessen kann sie die Abstrahlung stärker auf bestimmte Richtungen konzentrieren. Gleichzeitig verbessert sich in diesen Richtungen auch ihre Empfangswirkung. Bei einem Rundstrahler geschieht diese Bündelung typischerweise dadurch, dass die Abstrahlung in der vertikalen Ebene stärker konzentriert wird. Die Antenne bleibt in der horizontalen Ebene rundum ausgerichtet, sendet aber beispielsweise weniger stark in steilen Winkeln oberhalb und unterhalb ihrer bevorzugten Strahlungsrichtung.

Das erklärt, weshalb eine Antenne mit hohem Gewinn auf einem Standort mit großen Höhenunterschieden nicht automatisch die beste Wahl ist. Entscheidend ist nicht allein der angegebene Maximalgewinn, sondern auch das Strahlungsdiagramm, das zeigt, in welche Richtungen eine Antenne tatsächlich besonders stark oder schwach abstrahlt. Zwei Antennen mit unterschiedlichen Gewinnangaben können deshalb je nach Standort und gewünschtem Versorgungsgebiet ganz unterschiedliche Ergebnisse liefern.

Rundstrahler: Funkverbindungen in alle Himmelsrichtungen

Rundstrahlantennen, häufig auch als Omni-Antennen bezeichnet, sind für viele MeshCore-Repeater interessant. Sie besitzen eine annähernd rundum gerichtete Abstrahlung in der horizontalen Ebene. Ein Repeater auf einem Hausdach kann damit beispielsweise Stationen erreichen, die nördlich, südlich, östlich oder westlich seines Standorts liegen. Die Antenne muss dafür nicht auf einen bestimmten Ort ausgerichtet werden.

Allerdings ist die Bezeichnung Rundstrahler nicht mit einer gleichmäßigen Abstrahlung in sämtliche Raumrichtungen zu verwechseln. Die LoRa Alliance beschreibt ausdrücklich, dass solche Antennen horizontal weitgehend rundum abstrahlen, in der vertikalen Ebene jedoch deutliche Unterschiede aufweisen können. Bei höherem Antennengewinn wird die Richtwirkung üblicherweise stärker. Das bedeutet, dass sich die Funkenergie zunehmend auf bestimmte Höhenwinkel konzentriert, während andere Richtungen schwächer versorgt werden.

Welche Antennentypen gibt es?

Kompakte Stab- und Gummiantennen

Kleine Stabantennen gehören zur üblichen Ausstattung vieler LoRa-Geräte. Unter ihrer Kunststoffhülle befindet sich das eigentliche Antennenelement. Je nach Bauweise kann es sich beispielsweise um eine Viertelwellen- oder Halbwellenausführung handeln. Solche Antennen sind besonders für erste MeshCore-Tests, kleinere Repeater und kompakte Installationen geeignet, sofern sie für die verwendete Funkfrequenz vorgesehen sind.

Der Vorteil liegt in der einfachen Montage. Häufig lassen sie sich unmittelbar am passenden Antennenanschluss befestigen, wodurch kein zusätzliches langes Antennenkabel erforderlich ist. Für einen dauerhaft im Freien betriebenen Repeater müssen allerdings auch die Befestigung und die Wetterbeständigkeit stimmen. Nicht jede für den Innenbereich vorgesehene Stabantenne eignet sich für eine ungeschützte Dach- oder Mastmontage.

Glasfaser-Rundstrahlantennen

Für feste Außenstandorte werden häufig längere Antennen in einem Glasfasergehäuse verwendet. Dieses Gehäuse schützt die darin befindlichen Antennenelemente vor äußeren Einflüssen. Eine verbreitete Bauform ist die kollineare Antenne, bei der mehrere strahlende Elemente entlang einer gemeinsamen Achse angeordnet werden, um eine bestimmte Abstrahlcharakteristik zu erreichen.

RAKwireless bietet beispielsweise Glasfaser-Rundstrahlantennen für LoRa im Bereich um 868 MHz mit nominell 3 dBi, 5,8 dBi und 8 dBi an. Diese Werte sind konkrete Herstellerangaben und keine allgemeingültigen Vorgaben für MeshCore. Ein solcher Antennentyp eignet sich grundsätzlich für feste Repeaterstandorte, an denen mehrere Richtungen abgedeckt werden sollen. Bei der Auswahl muss jedoch berücksichtigt werden, wie stark die jeweilige Ausführung vertikal bündelt.

Eine 8-dBi-Rundstrahlantenne kann für eine andere Gelände- und Standortkonstellation geeignet sein als eine 3-dBi-Ausführung. Die größere Zahl allein reicht für die Auswahl nicht aus, denn die Antennen unterscheiden sich auch darin, auf welche Höhenwinkel sich ihre Abstrahlung konzentriert. Besonders an erhöhten Standorten mit tiefer gelegenen Ortschaften muss diese Eigenschaft berücksichtigt werden.

Yagi-Richtantennen

Eine Yagi-Antenne lässt sich an ihren mehreren parallel angeordneten Metallstäben erkennen. Durch die Anordnung ihrer Elemente entsteht eine ausgeprägte Richtwirkung. Anders als ein Rundstrahler konzentriert sie ihre Wirkung auf eine bevorzugte Richtung. Damit kann sie für eine gezielte Verbindung zwischen zwei räumlich getrennten Stationen interessant sein.

Soll ein Repeater beispielsweise eine bestimmte Station auf einem gegenüberliegenden Höhenzug erreichen, kann eine passend ausgelegte und ausgerichtete Richtantenne sinnvoll sein. Dafür steht die hohe Richtwirkung nicht gleichermaßen in den übrigen Himmelsrichtungen zur Verfügung. Eine Yagi ist deshalb nicht automatisch eine geeignete Lösung, wenn derselbe Repeater Teilnehmer rundum versorgen soll. Ihr Einsatz hängt davon ab, ob eine bestimmte Funkrichtung bevorzugt werden soll oder eine möglichst gleichmäßige Versorgung verschiedener Richtungen benötigt wird.

Panel- und Patchantennen

Panelantennen besitzen eine flächige Bauform. Eine häufig verwendete Antennentechnik ist die Patchantenne, deren Abstrahlung bevorzugt in eine Richtung vor der Antennenfläche erfolgt. Solche Antennen kommen ebenfalls infrage, wenn gezielt ein bestimmter Bereich statt einer vollständigen Rundumabdeckung versorgt werden soll.

Ob eine Panelantenne für einen konkreten MeshCore-Standort besser geeignet ist als eine Yagi, lässt sich nicht allein anhand ihrer Bauform entscheiden. Dafür müssen die jeweiligen Strahlungsdiagramme, der Antennengewinn, die Polarisation und die geplanten Funkrichtungen miteinander verglichen werden. Beide Bauformen können eine gerichtete Abstrahlung ermöglichen, unterscheiden sich jedoch je nach konkreter Konstruktion in ihren elektrischen und mechanischen Eigenschaften.

Leiterplatten- und Federantennen

Einige LoRa-Geräte besitzen direkt auf der Leiterplatte integrierte Antennen oder sehr kompakte, gewendelte Antennenelemente. Diese Bauformen sparen Platz und ermöglichen besonders kleine Geräte. Bei einem Repeater ist aber entscheidend, wie die Antenne im fertig montierten Zustand arbeitet. Das Gehäuse, benachbarte Bauteile und die Einbaulage gehören deshalb zur Betrachtung des gesamten Antennensystems.

Für eine stationäre Installation mit externem Antennenanschluss lässt sich die Antenne dagegen unabhängig vom eigentlichen Funkmodul positionieren. Das kann insbesondere bei der Montage an geeigneten erhöhten Standorten von Vorteil sein. Allerdings entstehen durch zusätzliche Kabel und Steckverbindungen wiederum elektrische Verluste, die bei der Planung berücksichtigt werden müssen.

Welche Antenne ist für welchen Repeaterstandort geeignet?

Eine allgemeine Empfehlung, dass beispielsweise 5,8 dBi immer besser als 3 dBi seien, ist technisch nicht begründbar. Die passende Antenne ergibt sich aus dem jeweiligen Versorgungsziel und den örtlichen Bedingungen. Vor der Auswahl sollte deshalb feststehen, ob ein Repeater Teilnehmer in mehreren Himmelsrichtungen versorgen oder vor allem eine gezielte Verbindung zu einer anderen Station herstellen soll.

Diese Zuordnung beschreibt die technischen Eigenschaften der Antennen, nicht eine garantierte MeshCore-Reichweite. Die tatsächliche Eignung muss am jeweiligen Standort anhand der Antennendaten und praktischer Funkverbindungen überprüft werden. Insbesondere bei Antennen mit hohem Gewinn sollte das dokumentierte Strahlungsdiagramm zur geplanten Funkverbindung passen.

Warum ist die Antennenwahl in hügeligem Gelände besonders wichtig?

In Mittelhessen gibt es zahlreiche Höhenzüge, Täler und unterschiedlich hoch gelegene Ortschaften. Für einen Repeater können sich daraus sehr unterschiedliche Anforderungen ergeben. Steht eine Station beispielsweise auf einem exponierten Höhenzug, befinden sich manche gewünschten Gegenstationen möglicherweise ungefähr auf ähnlicher Höhe. Andere liegen deutlich unterhalb des Repeaters, wodurch sich unterschiedliche vertikale Winkel zwischen der Antenne und den Zielstationen ergeben.

Eine stark vertikal gebündelte Rundstrahlantenne kann für Funkverbindungen mit geringen Höhenwinkeln vorteilhaft sein. Gleichzeitig kann ihre Abstrahlung in steileren Winkeln deutlich schwächer ausfallen. Das bedeutet nicht, dass eine solche Antenne grundsätzlich keine tiefer gelegenen Orte erreichen kann. Entscheidend ist der tatsächliche Winkel zwischen den Stationen und das gemessene oder vom Hersteller dokumentierte Antennendiagramm.

Bei einer erhöhten Station sollte deshalb nicht automatisch die Rundstrahlantenne mit dem höchsten verfügbaren dBi-Wert ausgewählt werden. Ein Vergleich der vertikalen Strahlungsdiagramme ist hier besonders wichtig. Soll ausschließlich ein bestimmter Talbereich erreicht werden, kann alternativ eine entsprechend ausgerichtete Richtantenne geprüft werden. Welche Lösung tatsächlich besser funktioniert, hängt von der konkreten Geländesituation und den gewünschten Funkverbindungen ab.

Warum ist der Standort oft wichtiger als eine Antenne mit mehr Gewinn?

Auch die beste Antenne kann ungünstige Funkbedingungen nicht vollständig ausgleichen. Gelände, Gebäude, Bewuchs und die Position der beteiligten Stationen beeinflussen die Ausbreitung der Funkwellen. Die offizielle MeshCore-Dokumentation empfiehlt für eine größere Reichweite ausdrücklich, Repeater erhöht zu platzieren. Ein geeigneter Antennenstandort kann deshalb wesentlich mehr bewirken als der bloße Austausch einer Antenne gegen eine Ausführung mit höherem nominellem Gewinn.

Dabei geht es nicht einfach darum, die Antenne möglichst hoch anzubringen. Ihre Position muss zum geplanten Versorgungsgebiet passen. Ein erhöhter Standort ohne geeignete Funkwege in die gewünschten Richtungen erfüllt seinen Zweck möglicherweise schlechter als ein anderer, niedrigerer Standort. Für die Planung müssen daher die Umgebung, die Zielstationen und die dazwischenliegenden Hindernisse betrachtet werden.

Besonders wichtig ist die möglichst freie Ausbreitung der Funkwellen zwischen den beteiligten Stationen. Neben der direkten Sichtverbindung spielt dabei auch die sogenannte Fresnelzone eine Rolle, also ein räumlicher Bereich um die direkte Verbindungslinie, in dem Hindernisse zusätzliche Signalverluste verursachen können. Eine freie Sicht allein garantiert deshalb noch keine störungsfreie Verbindung. Die tatsächliche Leistungsfähigkeit eines geplanten Repeaterstandorts sollte durch Funkmessungen und praktische Tests überprüft werden.

Die Polarisation: Warum die Ausrichtung wichtig ist

Funkantennen besitzen eine sogenannte Polarisation. Sie beschreibt bei linear polarisierten Antennen die Ausrichtung des elektrischen Feldes der elektromagnetischen Welle. Viele für LoRa angebotene Stab- und Glasfaserantennen sind vertikal polarisiert. Das ist auch in konkreten Herstellerdatenblättern von RAKwireless dokumentiert.

Werden zwei linear polarisierte Antennen unterschiedlich ausgerichtet, kann das zu zusätzlichen Empfangsverlusten führen. Eine um 90 Grad verdrehte Polarisation ist im idealisierten Fall besonders ungünstig. Bei einem Repeater mit vertikal polarisierter Antenne sollte deshalb die vorgesehene vertikale Montage eingehalten werden. Das gilt auch für gerichtete Antennen, deren Polarisation zu den Gegenstationen passen muss.

Antennenkabel: Hier kann ein Teil des Gewinns verloren gehen

Zwischen Funkmodul und Antenne befinden sich häufig ein Anschlusskabel und gegebenenfalls zusätzliche Steckverbindungen. Diese Verbindungen verursachen elektrische Verluste. Ein Teil der Sendeleistung erreicht deshalb die Antenne nicht, und beim Empfang wird auch das eingehende Signal durch die Kabelverluste abgeschwächt. Wie groß die Verluste ausfallen, hängt insbesondere vom Kabeltyp, der Frequenz, der Kabellänge und den verbauten Steckverbindungen ab.

Ein Kabel sollte daher nicht nur danach ausgewählt werden, ob seine Stecker mechanisch passen. Wichtig sind die dokumentierte Dämpfung im verwendeten Frequenzbereich und eine zum Funkgerät passende Impedanz. Für viele LoRa-Antennensysteme sind 50 Ohm vorgesehen. Auch die Steckertypen müssen stimmen, denn SMA und RP-SMA sehen ähnlich aus, besitzen jedoch unterschiedliche Kontakte. Daneben kommen unter anderem U.FL- und N-Anschlüsse zum Einsatz.

Der Antennengewinn ist deshalb immer zusammen mit den Verlusten der gesamten Verbindung zu betrachten. Eine Antenne mit hohem Gewinn bringt nicht automatisch den erwarteten Vorteil, wenn ein großer Teil davon durch ein ungeeignetes oder übermäßig langes Antennenkabel verloren geht. Bei der Planung sollte daher möglichst die gesamte Verbindung vom Funkmodul bis zur Antenne berücksichtigt werden.

Außenmontage: Wetter, Befestigung und Blitzschutz

Ein dauerhaft betriebener Repeater muss nicht nur funktechnisch funktionieren. Auch die mechanische und elektrische Installation muss für den vorgesehenen Standort geeignet sein. Eine außen montierte Antenne benötigt eine geeignete Befestigung, wetterbeständige Komponenten und gegen eindringende Feuchtigkeit geschützte Anschlüsse. Gerade bei längeren Glasfaserantennen müssen außerdem die Montagevorgaben des Herstellers beachtet werden.

Nicht jedes mitgelieferte Anschlusskabel ist für den dauerhaften Außeneinsatz ausgelegt. Feuchtigkeit in Steckverbindungen oder Antennenkabeln kann die elektrischen Eigenschaften verschlechtern und langfristig Schäden verursachen. Deshalb müssen auch Kabeldurchführungen, Steckverbindungen und die mechanische Zugentlastung für den jeweiligen Montageort geeignet sein.

Für Außenantennen und Mastinstallationen ist außerdem der Überspannungs- und Blitzschutz relevant. RAKwireless empfiehlt bei entsprechenden Outdoor-Installationen Antennen-Überspannungsableiter und deren fachgerechte Erdung. Ein Überspannungsableiter allein ersetzt allerdings kein vollständiges Blitzschutzkonzept. Antennenanlagen an Gebäuden und Masten müssen entsprechend den örtlichen baulichen und sicherheitstechnischen Anforderungen geplant werden.

Wichtig: Der Antennengewinn zählt auch bei der erlaubten Sendeleistung

Bei einem MeshCore-Repeater darf der Antennengewinn nicht unabhängig von der eingestellten Sendeleistung betrachtet werden. Die Bundesnetzagentur legt für Deutschland unterschiedliche Bedingungen in verschiedenen Frequenzbereichen fest. Diese betreffen unter anderem die zulässige Strahlungsleistung sowie die Bedingungen für den Frequenzzugang und den Sendebetrieb.

Für den Frequenzabschnitt 869,4 bis 869,65 MHz nennt die Allgemeinzuteilung Vfg. 91/2025 beispielsweise eine maximale Strahlungsleistung von 500 mW ERP für die dort aufgeführten Anwendungen. Zusätzlich gelten Anforderungen an den Frequenzzugang beziehungsweise die Störungsminderung oder alternativ ein Arbeitszyklus von höchstens 10 Prozent. Diese Werte gelten nicht pauschal für sämtliche Frequenzen, die umgangssprachlich als 868-MHz-Band bezeichnet werden, denn andere Teilbereiche besitzen abweichende Grenzen.

ERP berücksichtigt neben der Ausgangsleistung des Funkgeräts auch den Antennengewinn und die Verluste der Verbindung. Da der Antennengewinn in technischen Datenblättern häufig in dBi angegeben wird, müssen die unterschiedlichen Bezugssysteme von ERP und EIRP korrekt berücksichtigt werden. Eine Antenne mit höherem Gewinn kann deshalb Anpassungen der eingestellten Sendeleistung erforderlich machen, damit die zulässige Strahlungsleistung eingehalten wird.

Die rechtlichen Vorgaben gelten unabhängig davon, ob die eingesetzte LoRa-Hardware mit MeshCore, LoRaWAN oder einer anderen geeigneten Anwendung betrieben wird. Wer einen Repeater plant oder die Antenne einer bestehenden Station verändert, muss deshalb die für die verwendete Frequenz und Betriebsart geltenden Bestimmungen berücksichtigen.

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Fazit: Die beste Antenne ist die, die zum Standort passt

Für MeshCore-Repeater, die Teilnehmer und weitere Repeater in unterschiedlichen Himmelsrichtungen erreichen sollen, ist eine geeignete Rundstrahlantenne eine naheliegende Wahl. Bei gezielten Verbindungen in einen bestimmten Bereich kann dagegen eine Richtantenne sinnvoll sein. Bei erhöhten Standorten muss besonders auf die vertikale Abstrahlung geachtet werden, denn eine Antenne mit hohem Gewinn ist nicht automatisch besser, wenn gleichzeitig Stationen in deutlich unterschiedlichen Höhenlagen erreichbar bleiben sollen.

Ebenso wichtig sind eine passende Betriebsfrequenz, die richtige Polarisation, verlustarme Anschlüsse und Kabel sowie eine sichere Montage. Eine sorgfältige Standortwahl und die Überprüfung der tatsächlichen Funkverbindungen gehören ebenfalls dazu. Wer diese Punkte berücksichtigt, kann eine Antenne gezielt nach den Anforderungen seines Repeaters auswählen, anstatt sich ausschließlich an beworbenen Gewinnwerten zu orientieren.

Für eine zuverlässige Auswahl zählen letztlich das tatsächliche Strahlungsdiagramm, der Standort und überprüfbare Funkverbindungen – nicht allein der dBi-Wert auf der Verpackung.

Quellen und weiterführende Informationen

MeshCore – offizielle Dokumentation

https://docs.meshcore.io/faq/

Funktionsweise und Aufgaben von MeshCore-Repeatern sowie Bedeutung erhöhter Standorte.

LoRa Alliance – LoRaWAN Gateways: Radio Coexistence Issues and Solutions

https://lora-alliance.org/wp-content/uploads/2021/04/LA-White-Paper-LoRaWAN-Gateways-1.pdf

Insbesondere Kapitel 3.2.2 zur Abstrahlcharakteristik von Rundstrahlantennen und Kapitel 7.3 zu Antennengewinn und Leitungsverlusten.

Antenna-Theory – Grundlagen der Abstrahlcharakteristik

https://www.antenna-theory.com/basics/radpattern.php

https://www.antenna-theory.com/antennas/dipole.php

https://www.antenna-theory.com/antennas/travelling/yagi.php

Grundlagen zu Antennendiagrammen, Dipolantennen und Yagi-Richtantennen.

The Things Network – Antennentechnik

https://www.thethingsnetwork.org/docs/lorawan/antenna-types/

https://www.thethingsnetwork.org/docs/lorawan/antenna-connectors/

https://www.thethingsnetwork.org/docs/lorawan/eirp-and-erp/

Informationen über Antennentypen, Anschlüsse, Antennengewinn und Strahlungsleistung.

RAKwireless – Technische Antennendaten

https://store.rakwireless.com/products/fiber-glass-antenna

Herstellerinformationen über Glasfaser-Rundstrahlantennen mit unterschiedlichen Antennengewinnen.

Bundesnetzagentur – Allgemeinzuteilung für Geräte geringer Reichweite

https://www.bundesnetzagentur.de/DE/Fachthemen/Telekommunikation/Frequenzen/Allgemeinzuteilungen/_DL/vfg91_2025.pdf?__blob=publicationFile&v=3

Allgemeinzuteilung Vfg. 91/2025 mit den rechtlichen Rahmenbedingungen für die entsprechenden Frequenzbereiche.

Fachlicher Prüfstand: 25. Oktober 2026. Die LoRaWAN-Quellen werden ausschließlich für die gemeinsamen physikalischen Grundlagen der LoRa-Funktechnik und Antennensysteme verwendet. MeshCore selbst ist kein LoRaWAN-Netzwerk.