{"id":2290,"date":"2017-01-22T09:44:14","date_gmt":"2017-01-22T09:44:14","guid":{"rendered":"http:\/\/wp.andreas.bieri.name\/myblog\/?p=2290"},"modified":"2017-12-19T23:59:18","modified_gmt":"2017-12-19T22:59:18","slug":"lora-funkverbindungen-rechtliches","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/ec2-52-29-166-97.eu-central-1.compute.amazonaws.com\/myblog\/2017\/01\/22\/lora-funkverbindungen-rechtliches\/","title":{"rendered":"LoRa Funkverbindungen: Rechtliches"},"content":{"rendered":"<p>(Ein Beitrag in der Reihe \u00fcber Ballonmissionen)<\/p>\n<p>F\u00fcr die Nutzung von LoRa (Long Range) Funksystemem sind einige rechtliche Rahmenbedingungen zu beachten. Grunds\u00e4tzlich ist hier zwischen konzessionsfreier (license exempt) und konzessionierter Nutzung zu unterscheiden.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h4>Rechtliche Situation in der Schweiz<\/h4>\n<p>Es gilt in der Schweiz der <a href=\"https:\/\/www.bakom.admin.ch\/bakom\/en\/homepage\/frequencies-and-antennas\/national-frequency-allocation-plan.html\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Frequenznutzungsplan <\/a>vom BAKOM. Erg\u00e4nzend dazu haben sich die Funkamateure (d.h. mit Konzession) noch selber Bandpl\u00e4ne mit Empfehlungscharakter auferlegt (Erl\u00e4uterung beim\u00a0<a href=\"http:\/\/dh2mic.darc.de\/afu-kurs\/pdffiles\/bandplan-vhf-uhf.pdf\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">DARC<\/a>).<\/p>\n<p>Dave Akerman hat f\u00fcr UK die Lizenzfragen teilweise zusammengestellt (Blog: &#8222;Fast HAB Imaging&#8220;). Die ISM resp. allgemeiner SRD (Short Range Devices)\u00a0B\u00e4nder\u00a0sind harmonisiert zwischen der EU und der CH (<a href=\"https:\/\/www.bakom.admin.ch\/bakom\/en\/homepage\/frequencies-and-antennas\/national-frequency-allocation-plan\/harmonisierte-frequenzbereiche.html\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Link BAKOM<\/a>). Bis auf wenige Abweichungen in anderen Frequenzbereichen (siehe Tabelle im Link) gelten deshalb die exakt gleichen Vorschriften wie in UK\/EU.\u00a0Die entsprechenden Diskussionen\u00a0bei der UKHAS\u00a0gelten also auch in der Schweiz 1:1.<\/p>\n<p>Die wichtigsten B\u00e4nder finden sich in einer Pr\u00e4sentation der <a href=\"http:\/\/www.southgatearc.org\/news\/2016\/june\/ukhas-conference-cambridge.htm#.WIR96_7FCF0\">UKHas in Cambridge 2016 <\/a>(die viel erw\u00e4hnte IR2030):<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" class=\"alignleft size-full wp-image-2352\" src=\"http:\/\/wp.andreas.bieri.name\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/IR2030-small.jpg\" alt=\"IR2030-small\" width=\"1539\" height=\"857\" srcset=\"http:\/\/ec2-52-29-166-97.eu-central-1.compute.amazonaws.com\/myblog\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/IR2030-small.jpg 1539w, http:\/\/ec2-52-29-166-97.eu-central-1.compute.amazonaws.com\/myblog\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/IR2030-small-300x167.jpg 300w, http:\/\/ec2-52-29-166-97.eu-central-1.compute.amazonaws.com\/myblog\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/IR2030-small-768x428.jpg 768w, http:\/\/ec2-52-29-166-97.eu-central-1.compute.amazonaws.com\/myblog\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/IR2030-small-1024x570.jpg 1024w\" sizes=\"(max-width: 1539px) 100vw, 1539px\" \/><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>DC bedeutet Duty Cycle, bezogen auf eine Stunde. Zur Veranschaulichung: die \u00dcbertragung eines von 26 Bildteilen, die ein gesamtes SSDV Bild vom Pi-in-the-Sky Tracker ausmachen, dauert mit LoRa Mode 3 (zu den &#8222;Modes&#8220; s. unten) ungef\u00e4hr 2 Sekunden.\u00a0Ein ganzes Bild, inklusive eingestreute Telemetrie-Daten ist\u00a0etwa in\u00a01 Minute \u00fcbertragen. Bei einem Duty Cycle von 10% k\u00f6nnte\u00a0man also maximal\u00a06 Bilder pro\u00a0Stunde \u00fcbertragen.<\/p>\n<p>Beim BAKOM ist eine <a href=\"http:\/\/www.ofcomnet.ch\/cgi-bin\/rir.pl?id=1008\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">Gesamt\u00fcbersicht Technische Schnittstellen Anforderungen, Allgemeiner Kurzstreckenfunk <\/a>zu finden. Die genauen technischen Spezifikationen sind in den dort verlinkten RIR Dokumenten zu finden.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" class=\"size-full wp-image-2169 aligncenter\" src=\"http:\/\/wp.andreas.bieri.name\/wp-content\/uploads\/2016\/12\/lora-sdr-bakomliste.jpg\" alt=\"lora-sdr-bakomliste\" width=\"672\" height=\"687\" srcset=\"http:\/\/ec2-52-29-166-97.eu-central-1.compute.amazonaws.com\/myblog\/wp-content\/uploads\/2016\/12\/lora-sdr-bakomliste.jpg 672w, http:\/\/ec2-52-29-166-97.eu-central-1.compute.amazonaws.com\/myblog\/wp-content\/uploads\/2016\/12\/lora-sdr-bakomliste-293x300.jpg 293w\" sizes=\"(max-width: 672px) 100vw, 672px\" \/><\/p>\n<p>Zus\u00e4tllich gibt es noch B\u00e4nder, die h\u00f6here Leistungen erlauben (500mW respektive 2.5W). Dabei erlaubt\u00a0RIR1021-05 insgesamt 20 Kan\u00e4le mit max. 25kHz Bandbreite bei 1%DC,\u00a0RIR1021-06 total 8 Kan\u00e4le mit 1%DC. Die maximale Lesitung eines typischen LoRa Moduls wie des HopRF 95 betr\u00e4gt 100mW.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" class=\"size-full wp-image-2597 aligncenter\" src=\"http:\/\/wp.andreas.bieri.name\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/sdr-highpower1.png\" alt=\"\" width=\"943\" height=\"247\" srcset=\"http:\/\/ec2-52-29-166-97.eu-central-1.compute.amazonaws.com\/myblog\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/sdr-highpower1.png 943w, http:\/\/ec2-52-29-166-97.eu-central-1.compute.amazonaws.com\/myblog\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/sdr-highpower1-300x79.png 300w, http:\/\/ec2-52-29-166-97.eu-central-1.compute.amazonaws.com\/myblog\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/sdr-highpower1-768x201.png 768w\" sizes=\"(max-width: 943px) 100vw, 943px\" \/><\/p>\n<h4>Interessante Frequenzb\u00e4nder<\/h4>\n<p>Durch die\u00a0verschiedenen Limitierungen reduziert sich diese Tabelle auf einige wenige Frequenzb\u00e4nder von Interesse (lassen wir die Verwendung mit einer Konzession vorderhand weg), &#8222;absteigend&#8220; sortiert:<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" class=\"size-full wp-image-3420 aligncenter\" src=\"http:\/\/wp.andreas.bieri.name\/myblog\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/sdr-434-rir-hab.png\" alt=\"\" width=\"636\" height=\"230\" srcset=\"http:\/\/ec2-52-29-166-97.eu-central-1.compute.amazonaws.com\/myblog\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/sdr-434-rir-hab.png 636w, http:\/\/ec2-52-29-166-97.eu-central-1.compute.amazonaws.com\/myblog\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/sdr-434-rir-hab-300x108.png 300w, http:\/\/ec2-52-29-166-97.eu-central-1.compute.amazonaws.com\/myblog\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/sdr-434-rir-hab-230x83.png 230w, http:\/\/ec2-52-29-166-97.eu-central-1.compute.amazonaws.com\/myblog\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/sdr-434-rir-hab-350x127.png 350w, http:\/\/ec2-52-29-166-97.eu-central-1.compute.amazonaws.com\/myblog\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/sdr-434-rir-hab-480x174.png 480w\" sizes=\"(max-width: 636px) 100vw, 636px\" \/><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>Die vordefinierten LoRa Modes des PITS sind so festgelegt:<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" class=\"alignnone size-full wp-image-2525\" src=\"http:\/\/wp.andreas.bieri.name\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/pits-lora-modes.jpg\" alt=\"\" width=\"1569\" height=\"252\" srcset=\"http:\/\/ec2-52-29-166-97.eu-central-1.compute.amazonaws.com\/myblog\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/pits-lora-modes.jpg 1569w, http:\/\/ec2-52-29-166-97.eu-central-1.compute.amazonaws.com\/myblog\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/pits-lora-modes-300x48.jpg 300w, http:\/\/ec2-52-29-166-97.eu-central-1.compute.amazonaws.com\/myblog\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/pits-lora-modes-768x123.jpg 768w, http:\/\/ec2-52-29-166-97.eu-central-1.compute.amazonaws.com\/myblog\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/pits-lora-modes-1024x164.jpg 1024w\" sizes=\"(max-width: 1569px) 100vw, 1569px\" \/><\/p>\n<p>Interessant ist der Bereich 869.400 &#8211; 869.650 MHz mit 25 kHz Kanalraster (RIR1008-09) wegen der Aussage &#8222;Channel spacing must be 25 kHz, <em>except that the whole band may also be used as a single channel for high-speed data transmission<\/em>&#8222;. Das sind genau 250kHz, die sowieso maximal erlaubte Bandbreite. Das w\u00fcrde erlauben, den PITS mit LoRa Mode 3 resp. 4 dort zu betreiben. Die DC Einschr\u00e4nklung auf 10% ist hier locker zu\u00a0verschmerzen und die maximale Leistung mit 500mW grossz\u00fcgig.<\/p>\n<p>In allen B\u00e4ndern ist &#8222;airborne use&#8220; erlaubt.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h4>FHSS &#8211; Frequency Hopping Spread Spectrum<\/h4>\n<p>Meine Interpretation von FHSS (RIR 1008-21) ist: erlaubte Bandbreite ist 50kHz oder 25kHz,\u00a0alle 60\/120 Kan\u00e4le (3 MHz, eigentlich entfallen 2 Kan\u00e4le am Anfang und Schluss) d\u00fcrfen total (nicht\u00a0pro Kanal!)\u00a0mit 1% DC belegt werden. Es gibt keine Vorgaben zum Hopping. Die 1% DC machen diesen Modus uninteressant f\u00fcr LoRa: man nimmt besser eine gr\u00f6ssere Bandbreite als Kan\u00e4le zu h\u00fcpfen. <em>Ausser bei RIR 1008-21 steht nicht geschrieben, dass die Frequenz nicht gewechselt werden darf, wenn der Duty Cycle ausgesch\u00f6pft ist. Man k\u00f6nnte also periodisch in einer anderen Frequenz oder mit einer h\u00f6heren Leistung wichtige Daten (Postion) durchgeben.\u00a0<\/em><\/p>\n<p>Konkret k\u00f6nnte im 860MHz Band man den PITS periodisch Positionsdaten mit voller Leistung (20dBm = 100mW, RIR10008-09) senden lassen und dazwischen f\u00fcr die Bilder 5mW nutzen (RIR1008-10, DC 100%).<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>\u00dcbrigens l\u00e4sst sich der Nationale Frequenzzuweisungsplan auch online durchsuchen:<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" class=\" wp-image-2170 aligncenter\" src=\"http:\/\/wp.andreas.bieri.name\/wp-content\/uploads\/2016\/12\/CH-FAP-Web.jpg\" alt=\"ch-fap-web\" width=\"399\" height=\"237\" srcset=\"http:\/\/ec2-52-29-166-97.eu-central-1.compute.amazonaws.com\/myblog\/wp-content\/uploads\/2016\/12\/CH-FAP-Web.jpg 799w, http:\/\/ec2-52-29-166-97.eu-central-1.compute.amazonaws.com\/myblog\/wp-content\/uploads\/2016\/12\/CH-FAP-Web-300x178.jpg 300w, http:\/\/ec2-52-29-166-97.eu-central-1.compute.amazonaws.com\/myblog\/wp-content\/uploads\/2016\/12\/CH-FAP-Web-768x457.jpg 768w\" sizes=\"(max-width: 399px) 100vw, 399px\" \/><\/p>\n<h4>LoRaWAN<\/h4>\n<p>Lora stellt nur den Kommunikations (PHY-) Layer dar. LoRaWAN umfasst dagegen den gesamten Netzwerkstack bis zu Verschl\u00fcsselung etc. Eine sehr empfehlenswerte Quelle ist das TTN (<a href=\"https:\/\/www.thethingsnetwork.org\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">The Things Network<\/a>), ein Community\/Crowdsourcing Projekt. Dort sind auch <a href=\"https:\/\/www.thethingsnetwork.org\/wiki\/LoRaWAN\/Home\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">weitere rechtliche Erkl\u00e4rungen<\/a> zu finden.<\/p>\n<p>Ich interpretiere die rechtlichen Vorgaben im Amateurfunk derart, dass LoRaWAN nicht im Amateurfunk verwendet werden darf, da die Daten\u00fcbertragung auf h\u00f6herer Ebene verschl\u00fcsselt wird. Ob diese Verschl\u00fcsselung zwingend ist, weiss ich derzeit nicht.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h4>LoRa im Amateurfunk &#8212; Bemerkungen und Fragen<\/h4>\n<p>Einige Kommentare und rechtliche Fragen zum Schluss:<\/p>\n<ol>\n<li>Funk auf den ISM B\u00e4ndern ist bewilligungsfrei\u00a0gem. den Vorgaben der Tabelle oben.<\/li>\n<li>Dies auch im 70cm Amateurfunk Band, da die Nutzung prim\u00e4r zugewesen ist.<\/li>\n<li>Im 70cm Amateurfunk Band darf mit Amateurfunkkonzession die Leistung erh\u00f6ht werden, allerdings nur solange der prim\u00e4re Nutzer nicht gest\u00f6rt wird (sekund\u00e4re Zuweisung).<\/li>\n<li>Anschlussfrage dazu: darf unter Amateurfunk&#8220;regime&#8220; Lora \u00fcberhaupt als Digitaler Modus genutzt werden? In den Vorschriften steht:\u00a0 <em>Digitale \u00dcbertragungen sind gestattet, wenn die verwendeten Protokolle und Modulationsarten <strong>im Amateurfunk allgemein gebr\u00e4uchlich<\/strong> und die verwendeten Protokolle offengelegt sind, die <strong>\u00dcbertragung unverschl\u00fcsselt<\/strong> erfolgt und die erforderliche Software f\u00fcr jedermann zug\u00e4nglich ist. <\/em>Dave Akerman macht das offenbar, da er mit 7 W UHF LoRa Daten zum Ballon hochschickt.<em><br \/>\nIch gehe davon aus, dass LoRa auch in der Schweiz im Amateurfunk erlaubt ist.<br \/>\n<\/em><\/li>\n<li>LoRa-WAN ist hingegen stark verschl\u00fcsselt und f\u00e4llt deshalb nicht unter Amateurfunk.<\/li>\n<li>Wir gehen davon aus, dass der Betrieb von LoRa und APRS in Ballons erlaubt ist. In den Vorschriften steht, dass es <em>mit Zustimmung des Luftfahrzeugf\u00fchrers jederzeit erlaubt ist<\/em>.<br \/>\nIch verstehe das so, dass es bei <em>unbemannten Ballons<\/em> immer erlaubt ist.<\/li>\n<li>Welcher Rufzeichenzusatz\u00a0w\u00e4re denn\u00a0zu verwenden? Hierzu habe folgenden Kommentar erhalten: <em>Piloten in Flugzeugen nehmen am Flugfunk teil. Diese Flugzeuge sind dem Dienst aeronautical mobile \/am zugewiesen. Flugobjekte ohne Flugfunk sind nicht dem Dienst aeronauitical mobile \/am zugewiesen. Befindet sich der Sender am Boden, kann er dem Dienst mobile zugwiesen sein. Zwischen diesem Sender am Boden und dem Flugzeug mit Flugfunk ist eine Zone, die nicht eindeutig bestimmt ist. Ein APRS Ballon nimmt nicht am Flugfunk teil und ist deshalb nicht zwingend \/am.<\/em><\/li>\n<li>Ein Amateurfunk APRS Sender am Ballon ist ein unbemannter Sender, muss also von einem Verein betrieben sein.<\/li>\n<li>Der UHF Bandplan (Quelle: DARC) l\u00e4sst sich nicht weiter \u00fcber 434.200-434.7875MHz aus. Beachte die max. Bandbreite von 200kHz zwischen 434.000MHz und 434.200MHz sowie zwischen 434.800MHz und 435.000MHz. Somit kann man 434.000 &#8211; 435.000MHz nutzen, wenn man 434.7875MHz ausl\u00e4sst und allenfalls die PITS MoRa Modi mit 250kHz (Modi 3 und 4) nicht verwendet.<\/li>\n<\/ol>\n<p><img loading=\"lazy\" class=\"size-full wp-image-2528 aligncenter\" src=\"http:\/\/wp.andreas.bieri.name\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/uhf-bandplan-1.png\" alt=\"\" width=\"971\" height=\"1376\" srcset=\"http:\/\/ec2-52-29-166-97.eu-central-1.compute.amazonaws.com\/myblog\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/uhf-bandplan-1.png 971w, http:\/\/ec2-52-29-166-97.eu-central-1.compute.amazonaws.com\/myblog\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/uhf-bandplan-1-212x300.png 212w, http:\/\/ec2-52-29-166-97.eu-central-1.compute.amazonaws.com\/myblog\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/uhf-bandplan-1-768x1088.png 768w, http:\/\/ec2-52-29-166-97.eu-central-1.compute.amazonaws.com\/myblog\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/uhf-bandplan-1-723x1024.png 723w\" sizes=\"(max-width: 971px) 100vw, 971px\" \/><\/p>\n<hr \/>\n<h4>Disclaimer \/ Haftungsbeschr\u00e4nkung<\/h4>\n<p>Dieser Artikel enth\u00e4lt meine Interpretation der gesetzlichen Vorschriften und teilweise auch Vermutungen. Die Ben\u00fctzung dieser Angaben\u00a0erfolgt auf eigenes Risiko. Der Autor lehnt jede Haftung ab.<\/p>\n<hr \/>\n<p><em>Update 20171219<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>(Ein Beitrag in der Reihe \u00fcber Ballonmissionen) F\u00fcr die Nutzung von LoRa (Long Range) Funksystemem sind einige rechtliche Rahmenbedingungen zu beachten. Grunds\u00e4tzlich ist hier zwischen konzessionsfreier (license exempt) und konzessionierter Nutzung zu unterscheiden. &nbsp; Rechtliche Situation in der Schweiz Es gilt in der Schweiz der Frequenznutzungsplan vom BAKOM. Erg\u00e4nzend dazu haben sich die Funkamateure (d.h. 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