En la actualidad, el concepto de Internet de las Cosas (IoT) es cada vez más utilizado, sin embargo, necesita redes de comunicación eficientes y adecuadas para su peculiar uso. LoRaWAN es una de estas redes que funciona bajo tecnología de modulación Lora, que esta específicamente pensada para IOT.
El Internet de las cosas o IoT, se refiere a los miles de millones de dispositivos físicos en todo el mundo que ahora están conectados a Internet y todos recopilan y comparten datos. Gracias a la llegada de chips de computadora súper baratos y la ubicuidad de las redes inalámbricas, es posible convertir cualquier cosa, desde algo tan pequeño como una pastilla hasta algo tan grande como un avión , en una parte del IoT. Conectar todos estos objetos diferentes y agregarles sensores agrega un nivel de inteligencia digital a los dispositivos que de otra manera serían tontos, lo que les permite comunicar datos en tiempo real sin involucrar a un ser humano. El Internet de las cosas está haciendo que el tejido del mundo que nos rodea sea más inteligente y receptivo, fusionando los universos digital y físico.
El término IoT se utiliza principalmente para dispositivos que normalmente no se esperaría que tuvieran una conexión a Internet y que pueden comunicarse con la red independientemente de la acción humana. Por esta razón, una PC generalmente no se considera un dispositivo IoT ni tampoco un teléfono inteligente, a pesar de que este último está repleto de sensores. Sin embargo, un reloj inteligente o una pulsera de fitness u otro dispositivo portátil puede contarse como un dispositivo IoT.
LoRAWAN
LoRa significa “Largo Alcance” (LOng RAnge, por sus siglas en inglés). LoRaWAN es una tecnología de comunicación inalámbrica de bajo consumo de energía, bidireccional y para transmisión de un bajo volumen de datos y grandes distancias. Pertenece a una especificación de redes LPWAN (Low Power Wide Area Network), y que según algunas fuentes que estaríamos hablando de hasta mas de 20 Km (bajo unas condiciones bastante favorables).
La tecnología Lora fue desarrollada en 2012 por la startup de Grenoble (Francia) Cycleo, y posteriormente adquirida por Semtech, la empresa fundadora de la Lora Alliance.
Ahora bien, lo primero que hay que aclarar es que LoRa y LoRaWAN no son lo mismo:
LoRa es el tipo de modulación en radiofrecuencia patentado por Semtech y LoRaWAN es un protocolo de red que usa la tecnología LoRa para comunicar y administrar dispositivos LoRa, se compone de dos partes principalmente: gateways y nodos, los primeros son los encargados de recibir y enviar información a los nodos y los segundos, son los dispositivos finales que envían y reciben información hacia el gateway.
¿Dónde puedes usar LoRa o LoRaWAN?
- Conexiones punto a punto (P2P) o máquina a máquina.
- Redes de sensores en ciudades, campo o industria.
- Redes IoT donde NO se requiere transferir voz o video.
- Tracking de vehículos, animales o personas.
- Redes privadas que no requieren conectarse a servicios en la nube o donde no hay cobertura celular.
En resumen, LoRa termina siendo una tecnología muy flexible para solucionar diversos y variados problemas, gracias a sus topologías de conexión P2P, mesh y redes LoRaWAN privadas o públicas. Su largo alcance y bajo consumo la hace una tecnología barata y fácil de implementar.
Y entonces, ¿Cómo funciona la tecnología LoRa?:
La red LoRa tiene como objetivo conectar objetos. Funciona como una tecnología de modulación para reducir los costos y el consumo de energía de los dispositivos que se conectan, como resultado, tendrían una mayor duración de la batería, de tres a cinco años, dependiendo del caso de uso.
Las señales emitidas por LoRa pueden atravesar edificios, pero también llegar a salas profundas como garajes y sótanos. Esta característica puede ser muy útil para localizar y posicionar activos de valor en áreas de difícil acceso. Está especialmente pensada para aplicaciones industriales.
Atendiendo a los niveles OSI, LoRa estaría en nivel 1 (físico) ya que es la encargada de realizar toda la modulación, codificación binaria y de radio necesaria para una conexión punto-a-punto, caracterizándose específicamente en su largo alcance con un mínimo dispositivo; para ello emplea la técnica de espectro ensanchado, donde la señal a enviar utiliza más ancho de banda que el necesario teóricamente pero que permite una recepción de múltiples señales a la vez que tengan distinta velocidad.
En el caso de LoRaWAN estaríamos hablando que se encuentra en el nivel 2 (red) del modelo OSI, que es lo que se conoce como MAC (Media Access Control). Digamos que LoRaWAN se encarga de unir diferentes dispositivos LoRa gestionando sus canales y parámetros de conexión: canal, ancho de banda, cifrado de datos, etc.
Las frecuencias de comunicaciones que LoRa usan son principalmente las de la banda ISM, aunque la tecnología puede operar en cualquier frecuencia por debajo del 1 GHz. El uso de estas frecuencias se debe a que mientras se respete los valores de emisión, cualquier persona o empresa puede hacer uso de ella sin necesidad de licencia.
Estructura de red LoRaWAN
En la siguiente imagen se puede apreciar cómo se compone una red LoRaWAN basica, en la que una serie de dispositivos finales se conectan a Gateways y estos envían todo a un servidor, que por medio de una API entrega los datos a una aplicación final para el usuario.
En una red LoRaWAN clásica, los dispositivos finales, y que disponen de uno o varios sensores o actuadores conectados a ellos, son los denominados nodos que se conectan a gateways y estos a su vez envían toda la información que reciben a un servidor, que por medio de una interfaz de aplicaciones o API entrega a su vez los datos a una aplicación final para el usuario.
Podemos distinguir por tanto los siguientes elementos en una red LoRaWAN:
- Nodos finales
- Gateways
- Network Servers (Servidores de Red)
- Application Server (Servidor de Aplicación)
¿Que redes LoraWAN ofrecemos?
