Die Rote Fabrik hat kürzlich einen ersten LoRaWAN Gateway von The Things Network installiert. Aber was ist das überhaupt? Gonzalo Casa hat das Dock18 beim Aufbau des Gateways unterstützt. Er ist aktiv beteiligt am Aufbau von The Things Network, des Community basierten, open source LoRaWAN Netzwerks in Zürich. Wir haben ihm ein paar Fragen gestellt.
«The most profound technologies are those that disappear. They weave themselves into the fabric of everyday life until they are indistinguishable from it.» Mit diesem Zitat legte bereits 1991 Mark Weiser vom Forschungslab Xerox Park den Grundstein einer Vision für Computer nach der Zeit der PCs. Zwischenzeitlich dominieren nun Smartphones, die Idee einer intelligenten und mit Sensoren ausgestatten Umgebung ist aber weiterhin populär. Unter dem Begriff «Internet der Dinge» soll nun der Kühlschrank selbstständig die Milch nachbestellen. Im Schatten der grossen Versprechungen von breiten Initiativen aus Wirtschaft und Politik ist ein anderer dezentraler und communitybasierter Ansatz entstanden. Die zunehmende Verfügbarkeit von kleinen und kostengünstigen Computern wie Raspberry Pi und neuartige Datenfunk-Technologien wie LoRaWAN machen es plötzlich möglich, dass wir unsere eigene Netzwerk-Infrastruktur bauen können. LoRaWAN ist dabei das benötigte Netzwerk, damit Sensoren und Objekte in der Umgebung mit dem Internet kommunizieren können. Das Dock18 hat dazu im laufenden Jahr die Installation «buttonspace» von Oliver Suess gezeigt und sucht nun weitere künstlerische Beiträge zur kreativen Nutzung des LoRaWAN Netzwerks. (dock18.ch)
Daniel Boos: Gonzalo, wann hast du mit dem Thema LoRaWAN begonnen? Was war deine Motivation?
Gonzalo Casa: 2015 habe ich angefangen mich mit LoRaWAN zu beschäftigen, hauptsächlich aus technischer Neugier. Der wichtigste Auslöser war die Ankündigung von The Things Network, dass ganz Amsterdam in sechs Wochen mit einem neuen offenen LoRaWAN Netzwerk ausgerüstet werden sollte. Diese Nachricht erschien in verschiedenen Tech-Nachrichtenagenturen, und als ich darüber las und mich über die Technologie informierte, habe ich mich mit dem The Things Network in Verbindung gesetzt. So fing alles an.
Wofür wird das Community-basierte LoRaWan genutzt? Wer nutzt es? Wozu nutzt ihr es?
Als Community, die ein offenes, aber verschlüsseltes LoRaWan-Netzwerk betreibt, konzentrieren wir uns vor allem auf den Aufbau einer Infrastruktur, die von anderen genutzt werden kann. Dass das Netzwerk aktiv genutzt wird, sehen wir, aber da der gesamte Datenverkehr verschlüsselt ist, wissen wir nicht wozu. Wir erfahren es teilweise über die Community. Aktuelle Anwendungsfälle finden sich unter anderem in der Überwachung der Umwelt, wie beispielsweise für Baumwachstum oder Bodenfeuchtigkeit. Im Bereich Anlagenmanagement wird es benutzt zur Analyse der Raumbelegung, Raumluftqualität oder zur generellen Überwachung der Gebäude. Auch die Logistik kann optimiert werden; so werden momentan die Füllstände einiger 20Minuten-Zeitungs-Boxen überwacht. Für das Tiefbauamt haben wir zudem ein einfaches System implementiert, welches es den Leuten ermöglicht, mit einem Daumen nach oben oder unten dem Tiefbauamt ein Feedback zu geben. LoRaWAN wird auch für das «Tracken» von Kühen, Hunden oder anderen Objekten eingesetzt.
Viele Ideen entstanden durch Make Zurich, einem LoRaWAN & Civic Tech Hackathon, den wir gemeinsam mit der Stadt Zürich und dem EWZ organisiert haben. Wir arbeiten auch eng mit dem Verein Opendata.ch zusammen. Sie fördern, wenn immer möglich, den offenen Zugang zu Daten.
Ihr seid als Verein organisiert. Kannst du mir mehr darüber erzählen? Was ist sein Zweck? Mit wem arbeitest du zusammen?
Als Community benötigten wir eine rechtliche Form, um mit anderen Parteien (privaten Unternehmen, anderen Verbänden oder der Verwaltung) zusammenarbeiten zu können. Deshalb haben wir die Open Network Infrastructure Association zur Unterstützung der Community gegründet. Die Vision ist es, eine freie, offene und zuverlässige Netzwerk-Infrastruktur für jeden jederzeit zur Verfügung zu stellen. Vorerst konzentrieren wir uns auf LoRaWAN – im Wissen, dass LoRaWAN nur eine mögliche Technologie ist und wir in Zukunft auch etwas anderes verwenden könnten. Die Mission bleibt die gleiche.
Wir sind aktuell sechs Vorstandsmitglieder und ein Jurist, der die Formalitäten abwickelt. Gerade haben wir mit SWITCH.CH eine wichtige Vereinbarung getroffen. So wird Switch die Server-Infrastruktur bereitstellen und betreiben. Damit haben wir ein offizielles Backend von The Things Network in der Schweiz. Die Gründe dafür sind rechtlich, wie die Gerichtsbarkeit, und technisch, wie die Latenzzeit. Zudem wollen wir die Dezentralität voranbringen mit einem Dienst, der frei verfügbar ist.
Welche Art von Herausforderungen habt ihr als Community? Wie geht ihr beispielsweise mit kommerziellen Lösungen um? Wie könnt ihr Menschen motivieren, sich an der Community zu beteiligen?
Kommerzielle und offene Lösungen haben beide einen Platz, genau wie Windows und Linux nebeneinander existieren. Auf einer bestimmten Ebene ist die Geschichte von «Open Networking» vergleichbar mit der Geschichte von Open Source Software. Unsere Herausforderung besteht darin, einem breiteren Publikum zu zeigen, dass offene Netzwerke für viele Aufgaben ebenso zuverlässig sind, wie zentral verwaltete, die kostenpflichtig sind. Wir müssen Vertrauen schaffen und uns auch einigen kritische Fragen stellen können. Dank Kryptographie können wir bereits die Frage beantworten, weshalb man darauf vertrauen kann, dass die Daten sicher sind, auch wenn sie durch ein offenes Netzwerk laufen. Mittels Redundanz können wir gewährleisten, dass die Abdeckung auch gewährleistet ist, wenn einige Gateways heruntergefahren werden. Vergleichbar zu Open Source Software wird die Unabhängigkeit mit redundanten Betreuern und einer Fork-Fähigkeit gelöst. Ich habe meine Argumente im Detail auch online beschrieben.
Wenn wir es schaffen, eine kritische Masse an Nutzenden zu haben, dann ist es einfach, weitere Menschen davon zu überzeugen. Es gibt eigentlich keinen Grund, für einen Dienst, der einem Freiheiten nimmt, zu bezahlen und nicht einen freien Dienst zu nutzen, der einem volle Kontrolle gibt. Ausser man bevorzugt halt ein Service-Paket und möchte die Schuld für allfälliges Nicht-Funktionieren auf andere schieben.
Blick in die Zukunft: Was ist deine Vorhersage? Und was würdest du gerne in den nächsten fünf Jahren sehen?
Es wird ein wachsendes Interesse am Internet der Dinge geben. Ein existierendes, freies, offenes Netzwerk zum Testen von Dingen wird definitiv ein grosser Hebel dafür sein. Technologisch kann es gut sein, dass neue Standards dazu kommen. Der noch nicht finalisierte Standard NB-IoT ermöglicht es, kostengünstige und energiearme Netzwerke gerade in Gebäuden zu betreiben und dadurch einen interessanten Schub in das Feld bringen. Es gibt einige interessante Initiativen, wie zum Beispiel MulteFire, das den aktuellen Mobilfunkstandard LTE für ein nicht lizenziertes Spektrum definiert, und auch Erweiterungen der LoRaWAN-Spezifikation, um höhere Frequenzbänder für erhöhte Bandbreite hinzuzufügen. In fünf Jahren würde ich gerne eine blühende offene Netzwerkgemeinschaft und eine breitere Bekanntheit ihrer Vorteile im Vergleich zu geschlossenen, proprietären, monopolistischen oder Hersteller-gebundenen Lösungen sehen.
Das Dock18 hat einen künstlerischen Wettbewerb gestartet zur kreativen Nutzung von The Things Network. Du bist ebenfalls in der Jury, Was erwartest du?
Ich hoffe, dass die Technologie auf neue Weise verwendet wird. Da LoRaWAN ein Low-Level-Tool (d.h. Kommunikation) ist, kann es für alles verwendet werden. Die Community hat sich aber bisher hauptsächlich auf technische und praktische Implementierungen konzentriert. Es wäre wirklich cool, Ideen zu sehen, die weniger technischer Natur und mehr kreativer und künstlerischer Natur sind.
Das Starten ist einfach und man benötigt nur wenig Technik, wie beispielsweise einen Arduino, den man unterdessen auch kostengünstig in der Schweiz besorgen kann. Dazu empfehle ich einen The Things UNO vom The Things Network oder einen normalen Arduino Uno mit dem Dragino v1.4 LoRa Shield. (Workshop Unterlagen). Einsteigerworkshops bieten sich im Rahmen der Workshop-Tage von CH/open an.
Einen guten Überblick über Anwendungszwecke findet ihr auf dem The Things Network Forum oder im «Labor».