Redes LoRaWAN en el mundo IoT

 LoRaWAN es es una tecnología de telecomunicaciones inalámbricas de ultra-baja potencia y baja frecuencia, diseñada para el Internet de las Cosas (IoT) y que opera en bandas que no necesitan licencia, lo que reduce significativamente los costes del servicio.

LoRaWAN permite desplegar redes seguras para comunicaciones M2M/IoT, especialmente indicada para entornos sin cobertura móvil o Wi-Fi.

Ventajas de la tecnología LoRaWAN

• Consumo ultra-bajo de batería, para una gran autonomía > más de 12 años.
• Capa de Ciudad para transmitir información a muy larga distancia > 15 km.
• Comunicaciones encriptadas entre pares (P2P). Encriptación AES 128.
• Interoperabilidad entre redes públicas y privadas, y modelos híbridos.
• Baja transmisión de datos (hasta 242 bytes, hasta 50 kbps).
• Permite bidireccionalidad. LoRaWAN puede establecer comunicaciones bidireccionales entre los nodos finales desplegados y pasarelas o antenas. A este respecto, existen tres tipos de bidireccionalidad, según su mayor o menor consumo. En todos los casos, usted podrá elegir una u otra clase dependiendo de las necesidades del servicio:

Clase A — Permite que un objeto envíe información a una antena y la reciba inmediatamente a continuación. Este es el modo que consume menos energía.

Clase B — Permite que el objeto conectado reciba datos en diferentes momentos del día, regulando y fijando los intervalos previamente.

Clase C — Permite que el receptor reciba datos continuamente. Este último caso es el que consume más energía

• Despliegue ultra-rápido y sencillo; no necesita cableado y, lo más importante, no necesita cobertura de red móvil.
• Redundancia. Cada sensor emite, simultánea e indiscriminadamente, múltiples antenas, lo que garantiza su entrega y el establecimiento de la comunicación en todos los casos.
• Tecnología abierta. Garantiza la compatibilidad con cualquier tipo de sensor.
• Capacidad para geolocalizar activos y/o personas, sin necesidad de tecnología GPS.
• Alta tolerancia a interferencias en entornos urbanos.
• Estándares globales. Gran ecosistema de estándares abiertos (Apple/Android).
• Movilidad global. Movilidad total, Roaming.
• Permite la activación inalámbrica (OTAA) de los nodos finales y tiene capacidad para multidifusión (multicast).

La principal diferencia entre LoRaWAN y otras tecnologías para la comunicación máquina-máquina (M2M) es que opera en bandas que no necesitan licencia y que no necesita tampoco desplegar grandes infraestructuras, todo lo cual abarata considerablemente el servicio.

Claves frente a otras tecnologías:

• Madurez del ecosistema.
• Consumo energético ultra-mínimo.
• Opera óptimamente:
• en entornos urbanos con elevado ruido.
• en escenarios críticos que no se pueden inhibir.
• Bidireccionalidad.
• Interoperabilidad en redes públicas y privadas.
• Económica.

Comparativo LoRaWAN con otras tecnologías IoT

Espectro LoRaWAN

IoT: LoRa vs SigFox

 En la industria del IoT, LoRa y Sigfox son las principales tecnologías para la transmisión de baja potencia y largo alcance (LPWAN), y ambas son diferentes en algunos aspectos por lo que su uso será idóneo según cada proyecto.

TRANSCEPTORES: Los transceptores LoRa estándar pueden funcionar de forma bidireccional. Para el mismo módulo LoRa, un transmisor puede transformarse como receptor en cualquier momento. Por lo tanto, LoRa es más adecuado para escenarios de comando y control.

API:  SigFox proporciona una API muy sencilla para integrar el módulo de radio. Por otro lado, LoRa ofrece una API de bajo nivel altamente configurable, lo que hace posibles diferentes optimizaciones. La desventaja es que esto hace que la integración del módulo de radio LoRa sea más complicada que SigFox.

MENSAJES: Los mensajes SigFox están limitados a 12 bytes. En  LoRa, la longitud de su mensaje es definida por los usuarios. Para garantizar el cumplimiento de las regulaciones, los desarrolladores deben asegurarse de que los mensajes de RF no duren más de cinco segundos por aire.

SEGURIDAD: Ambas tecnologías ofrecen algunas funciones de seguridad. Sin embargo, solo SigFox identifica y autentica los dispositivos.

Hay más diferencias entre ambas tecnologías que conviene tener en cuenta también:

RANGO DE TRANSMISIÓN:

- SigFox es una tecnología de banda estrecha (o ultra-estrecha) que utiliza un método de transmisión de radio estándar llamado BPSK, que toma un espectro muy estrecho y cambia la fase de las ondas de radio portadoras para codificar los datos. Así, la distancia de transmisión de SigFox puede ser de hasta 50 km.

- LoRa es una tecnología de espectro ensanchado con una banda de frecuencia más amplia que SigFox, normalmente de 125 kHz o más. Su frecuencia utiliza la ganancia de codificación para aumentar la sensibilidad del receptor. El rango de transmisión de LoRa puede ser de hasta 20 kilómetros.

COSTO DE LA APLICACIÓN:

- El operador SigFox proporciona el despliegue de la red existente y los servicios en la nube para los usuarios. Los clientes tienen que pagar una cuota mensual adicional, que es relativamente cara en comparación con LoRa.

- LoRa puede considerarse una pequeña red privada. Siempre que se domine la tecnología, se puede configurar la estación base por uno mismo, con un mayor grado de libertad y menor coste.

APLICACIÓN:

- La solución de plataforma de SigFox es completa, no se requiere ninguna red adicional y es relativamente sencilla de utilizar.

- Con LoRa es necesario configurar la estación base y construir la red por sí mismo, y todo el proceso será relativamente complicado.

ESCENARIOS DE APLICACIÓN:

Por sus diferentes características técnicas de SigFox y LoRa, los escenarios de aplicación son diferentes.

- La comunicación SigFox requiere el equipo de la estación base del proveedor de servicios. Sin embargo, en las zonas que no están cubiertas por las señales móviles, como minas y túneles subterráneos, zonas montañosas, etc., SigFox no puede utilizarse en este caso. Con todo, SigFox también es una buena opción para aplicaciones con una distancia de comunicación más lejana y una pequeña cantidad de datos.

- LoRa no tiene que pasar por la estación base del operador, por lo que no hay restricciones geográficas, se puede construir y gestionar la red uno mismo, y el coste es bajo. Por ejemplo, un aparcamiento subterráneo. Dado que un enlace simétrico requiere una verdadera transferencia de datos bidireccional, LoRa puede ser una mejor opción. LoRa es la mejor opción en aplicaciones que requieren funciones de mando y control, como la monitorización de redes.

MODELOS DE NEGOCIO:

- El modelo de negocio de SigFox adopta un modelo descendente. La empresa es propietaria de todas sus patentes tecnológicas, desde los datos de backend y los servidores en la nube hasta los dispositivos finales. SigFox pondrá su tecnología de terminales a disposición de los fabricantes o proveedores siempre que se negocien determinadas condiciones comerciales. Así, los socios de SigFox no obtienen beneficios del propio hardware. Sin embargo, este modelo de negocio tiene algunos inconvenientes. En primer lugar, si se quiere desplegar una red SigFox, hay que utilizar directamente SigFox, no hay otra opción. Además, sólo se puede desplegar una red SigFox en una región.

- La alianza LoRa ofrece que la gestión de su red es abierta, puedes registrarte y unirte a la alianza lora, cualquier fabricante de hardware o pasarela puede hacer un módulo o pasarela LoRa. Pero la única empresa que fabrica chips para LoRa es Semtech. Otros fabricantes hacen dispositivos de sistema en paquete que también utilizan los chips de Semtech en su interior. Así que, aunque el ecosistema en sí es abierto, tiene elementos que no lo son.

Una de las cosas buenas del estándar abierto de LoRa es que es muy flexible y no está dirigido por una empresa específica. La Alianza LoRa cree que la apertura aporta vitalidad, por lo que sus miembros hacen hincapié en que cualquiera puede unirse a la alianza y construir hardware que la soporte