LoRaWAN - ¿Qué es?

LoRaWAN - ¿Qué es? LoRaWAN - ¿Qué es? LoRaWAN - ¿Qué es? LoRaWAN - ¿Qué es?

En estos últimos años, una nueva tecnología surgió y llama su atención por su largo alcance y bajo consumo de energía. Pero uno se pregunta ¿De qué se trata? ¿Qué es LoRa? Aquí varías de las respuestas y catálogo completo de productos...

LoRaWAN ™ es una especificación de red de área amplia y baja potencia (LPWAN: Low Power Wide Area Network) diseñada para funcionar con "Cosas" alimantadas con baterías de forma inalámbrica en una red regional, nacional o global. LoRaWAN se centra en los requisitos clave de Iternet de las Cosas, tales como la comunicación bidireccional segura, la movilidad y los servicios de localización. La especificación LoRaWAN proporciona una interoperabilidad sin fisuras entre las "cosas" inteligentes sin necesidad de instalaciones locales complejas y devuelve la libertad al usuario, al desarrollador, a las empresas, permitiendo el despliegue de Internet de las cosas.
 
La arquitectura de red LoRaWAN se presenta típicamente en una topología de estrella-estrella en la que los gateways son un puente transparente que retransmite mensajes entre dispositivos (end-devices) y un servidor de red central en el backend (Network Server). Los Gateways están conectados a la red a través de conexiones IP estándar mientras que los dispositivos utilizan la comunicación inalámbrica de un solo salto a uno o varios gateways. Todas las comunicaciones de los nodos (end-points) son generalmente bidireccionales, pero también son compatibles con la operación, tal como la multidifusión que permite la actualización de software en el aire (OTA) u otros mensajes de distribución de masa para reducir el tiempo de comunicación en el aire.
 
La comunicación entre dispositivos y gateways se extiende en diferentes canales de frecuencia y velocidades de datos. La selección de la velocidad de datos es una compensación entre el intervalo de comunicación y la duración del mensaje. Debido a la tecnología de espectro expandido, las comunicaciones con diferentes velocidades de datos no interfieren entre sí y crean un conjunto de canales "virtuales" que aumentan la capacidad del gateway. Las velocidades de datos de LoRaWAN oscilan entre 0,3 kbps y 50 kbps. Para maximizar tanto la duración de la batería de los dispositivos finales como la capacidad total de la red, el servidor de red LoRaWAN gestiona la velocidad de datos y la salida de RF para cada dispositivo final individualmente mediante un esquema de velocidad de datos adaptativa (ADR).
 
Las redes de alcance nacional que apuntan a Internet de las cosas como infraestructura crítica, datos personales o funciones críticas para la sociedad tienen una necesidad especial de comunicación segura. Esto ha sido resuelto por varias capas de cifrado:
  • Clave de red única (Network Key - EUI64) y garantizar la seguridad en el nivel de red
  • La llave única de la aplicación (Application Key - EUI64) asegura la seguridad de extremo a extremo en el nivel de la aplicación
  • Clave específica de dispositivo (Device ID - EUI128)
LoRaWAN tiene varias clases diferentes de dispositivos end-points para atender las diferentes necesidades reflejadas en la amplia gama de aplicaciones:
  • Dispositivos finales bidireccionales (clase A): Los dispositivos finales de la clase A permiten comunicaciones bidireccionales por las que la transmisión ascendente de cada dispositivo final (end-device) es seguida por dos ventanas cortas de recepción de enlace descendente (downlik). La ranura de transmisión programada por el dispositivo final se basa en sus propias necesidades de comunicación con una pequeña variación basada en una base de tiempo aleatoria (tipo de protocolo ALOHA). Esta operación de Clase A es el sistema de menor potencia para aplicaciones que sólo requieren comunicación de enlace descendente desde el servidor poco después de que el dispositivo final haya enviado una transmisión de enlace ascendente (uplink). Las comunicaciones de enlace descendente desde el servidor en cualquier otro momento esperarán hasta el siguiente enlace ascendente programado.
  • Dispositivos finales bidireccionales con ranuras de recepción programadas (Clase B): Además de las ventanas de recepción aleatoria de Clase A, los dispositivos de Clase B abren ventanas de recepción adicionales a horas programadas. Para que el dispositivo abra su ventana de recepción a la hora programada, recibe un Beacon sincronizado en el tiempo desde el gateway. Esto permite al servidor saber cuándo el dispositivo final está escuchando.
  • Dispositivos finales bidireccionales con ranuras de recepción máximas (Clase C): Los dispositivos finales de la Clase C tienen ventanas de recepción abiertas casi continuamente, cerradas solamente al transmitir. 


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