Debido a su baja potencia, larga distancia y características económicas, la tecnología LoRa se usa comúnmente en el campo de las comunicaciones militares. Además de las aplicaciones de comunicación militar, lora se ha convertido gradualmente en la solución preferida para la comunicación de radiofrecuencia inalámbrica de larga distancia. La aplicación de la tecnología LoRa se ha expandido a mercados más verticales, incluidos los servicios públicos inteligentes, la cadena de suministro y la logística inteligentes, los hogares y edificios inteligentes, la agricultura inteligente, la salud y la atención médica inteligentes, los controles industriales inteligentes, las comunidades inteligentes y los entornos inteligentes.
Por qué LoRa se convierte en la primera opción para soluciones de comunicación a larga distancia? Qué tipo de pasado y presente ha experimentado LoRa?
Introducción a la tecnología inalámbrica LoRa
LoRa es una tecnología de transmisión inalámbrica de larga distancia basada en tecnología de espectro ensanchado, y en realidad es una de las muchas tecnologías de comunicación LPWAN. Esta solución proporciona a los usuarios un medio sencillo para realizar comunicaciones inalámbricas de baja potencia y larga distancia. En la actualidad, LoRa opera principalmente en la banda de frecuencia ISM, que incluye principalmente 433, 868, 915 MHz, etc.
LoRa es la capa física o modulación inalámbrica utilizada para establecer enlaces de comunicación a larga distancia. Muchos sistemas inalámbricos convencionales utilizan la modulación por cambio de frecuencia (FSK) como capa física porque es una modulación muy eficiente que logra un bajo consumo de energía. LoRa® se basa en la modulación de espectro ensanchado chirp, que mantiene las mismas características de bajo consumo de energía que la modulación FSK, pero aumenta significativamente la distancia de comunicación. El espectro ensanchado lineal se ha utilizado en comunicaciones militares y espaciales durante décadas debido a su capacidad para alcanzar largas distancias de comunicación y robustez frente a interferencias, pero LoRa® es la primera implementación de bajo costo para uso comercial.
La ventaja de LoRa® es la capacidad de largo alcance en términos de tecnología. Una sola puerta de enlace o estación base puede cubrir una ciudad entera o cientos de kilómetros cuadrados. En una ubicación determinada, la distancia depende en gran medida del entorno o de los obstáculos, pero LoRa® y LoRaWAN™ tienen un presupuesto de enlace superior a cualquier otra tecnología de comunicación estandarizada. El presupuesto del enlace, generalmente expresado en decibelios (dB), es el factor principal para determinar la distancia en un entorno determinado.
Composición de la red de tecnología inalámbrica LoRa
La red LoRa se compone principalmente de cuatro partes: terminal (con módulo LoRa incorporado), puerta de enlace (o estación base), servidor y nube. Los datos de la aplicación se pueden transferir en ambas direcciones.
LoRa Alliance es una organización abierta sin fines de lucro dirigida por Semtech en marzo de 2015. Sus miembros fundadores incluyen Actility en Francia, AUGTEK en China y Royal Dutch Telecom kpn. En menos de un año, la alianza ha desarrollado más de 150 empresas miembro, incluidas IBM, Cisco, Orange y otros fabricantes de peso pesado. Hay una gran cantidad de empresas en cada eslabón de la cadena industrial (fabricantes de hardware de terminales, fabricantes de chips, fabricantes de pasarelas de módulos, fabricantes de software, integradores de sistemas, operadores de redes), la apertura de esta tecnología, la competencia y la cooperación. La adecuación ha promovido el rápido desarrollo y la prosperidad ecológica de LoRa.
Principio y arquitectura de la red Lora
En una red de malla, los nodos terminales individuales envían información desde otros nodos para aumentar la distancia de comunicación de la red y el tamaño del área de la red. Si bien esto aumenta el alcance, también aumenta la complejidad, reduce la capacidad de la red y reduce la duración de la batería, ya que los nodos aceptan y envían información de otros nodos que pueden no ser relevantes para ellos. Al implementar conexiones de larga distancia, la arquitectura de estrella de larga distancia tiene más sentido para preservar la vida útil de la batería.
En una red LoRaWAN, los nodos no están asociados con puertas de enlace dedicadas. En cambio, los datos transmitidos por un nodo generalmente son recibidos por múltiples puertas de enlace. Cada puerta de enlace reenvía los paquetes recibidos desde el nodo final al servidor de red basado en la nube a través de algún backhaul (celular, ethernet, etc.). La inteligencia y la sofisticación se colocan en el servidor, que administra la red y filtra los datos entrantes redundantes, realiza controles de seguridad, programa la confirmación a través de la puerta de enlace óptima y realiza tasas de datos adaptables, etc.