Abstracto
LoRa es una nueva solución para la red inalámbrica de área amplia de bajo consumo de Internet de las cosas. Los chipsets LoRa conectan sensores a la nube, Permitir conectividad de análisis y datos en tiempo real que se puede utilizar para mejorar la eficiencia y la producción.. Los dispositivos LoRa ofrecen aplicaciones inteligentes de IoT que abordan algunos de los problemas más urgentes de nuestro planeta., incluida la gestión de la energía, conservación de recursos naturales, control de polución, y eficiencia de la infraestructura. Por ejemplo, Los parques industriales al aire libre necesitan conectividad a gran escala y enfrentarán los problemas del cableado.. Con una de las ventajas de la tecnología LoRaWAN, Tiene una gran área de cobertura medida en kilómetros., lo que reduce la densidad de cables y el despliegue de dispositivos IoT. LoRaWAN La infraestructura es de muy bajo costo en comparación con otras redes., y las radios de dispositivos finales también son de bajo costo. LoRaWan se puede aplicar ampliamente en el control de la contaminación del aire, procesamiento agrícola, seguimiento de animales, detección de fuego, seguimiento de flota, seguridad de casa, y monitoreo de temperatura industrial.
La especificación abierta LoRaWAN es de bajo consumo., redes de área amplia (LPWAN) Estándar basado en dispositivos LoRa de Semtech que aprovecha las ondas de radio sin licencia en el sector industrial., Científico, y médico (ISMO) banda. La Alianza LoRa®, una organización sin fines de lucro y una alianza tecnológica en rápido desarrollo, es responsable de la estandarización y armonización global del estándar LoRaWAN. Los estándares LoRaWAN proporcionan una eficiente, flexible, solución rentable y rentable a problemas del mundo real en casos de uso rural e interior donde celular, Wifi, y Bluetooth de baja energía (BLE) Las redes no están a la altura.. Los dispositivos LoRa y el estándar LoRaWAN permiten una amplia gama de aplicaciones en una variedad de áreas críticas, incluyendo la agricultura inteligente, edificios, ciudades, el entorno, cuidado de la salud, alojamiento, controles industriales, cadena de suministro, y logística, utilidades, seguridad publica y otros.
¿Qué es LPWAN y su velocidad??
LoRa™ es una tecnología de modulación de radiofrecuencia para LPWAN, pero antes de discutir qué es LoRa, Necesitamos hablar de LPWAN. LPWAN (Red de área amplia de bajo consumo), también conocido como LPWA (Área amplia de bajo consumo), o LPN (Red de bajo consumo, red de baja potencia), es una red inalámbrica IoT con sensor alimentada por batería que puede comunicarse a largas distancias con bajas velocidades de bits. Requisitos de energía bajos, tasas de bits bajas, y el momento de uso se pueden utilizar para diferenciar las LPWAN de las WAN inalámbricas, que están diseñados para conectar empresas o usuarios, y transferir más datos pero también consumir más energía. La velocidad de transmisión de cada canal de LPWAN es relativamente lenta., más lento que Zigbee y NB-IoT, esta entre 0.3 kbit/s y 50 kbit/s. LPWAN se puede utilizar para construir una red privada de sensores inalámbricos, pero también puede ser un servicio o infraestructura proporcionada por un tercero, lo que permite a los propietarios de sensores implementar sensores directamente sin tener que invertir en la construcción de dispositivos de puerta de enlace..
¿Qué es LoRa??
LoRa es un protocolo LPWAN desarrollado por Semtech, proporcionando comunicaciones de largo alcance: hasta 3 millas (5 kilómetros) en zonas urbanas y 10 millas (15 kilómetros) o más en zonas rurales (línea de visión). Otros protocolos LPWAN incluyen Sigfox y Weightless. LoRa se basa en una tecnología de modulación de espectro ensanchado derivada del espectro ensanchado chirp. (CSS) tecnología. Fue desarrollado originalmente por Cycleo en Grenoble., Francia, y luego fue adquirida por Semtech, miembro fundador de la Alianza LoRa. En comparación con otras redes de IoT, LoRa tiene cinco características, de largo alcance, bajas tasas de datos, batería de larga duración, bajo costo, y alta capacidad. Una característica clave de las soluciones basadas en LoRa es el requisito de energía ultrabaja., que permite la creación de dispositivos alimentados por baterías que pueden durar hasta 10 años. Las redes basadas en el protocolo abierto LoRa se implementan en una topología en estrella y son ideales para aplicaciones que requieren comunicación interior profunda o de largo alcance entre muchos dispositivos de bajo consumo y dispositivos que recopilan pequeñas cantidades de datos..
La ventaja de LoRa incluye, entre otras, el largo alcance., cobertura interior profunda, diseño de topología en estrella fácil de escalar, batería de larga duración, alta capacidad, bajo costo, posicionamiento preciso en interiores y exteriores, y seguridad cifrada.
Diferencias entre tres
LPWAN
LPWAN es una tecnología de red inalámbrica de área amplia que conecta redes de bajo ancho de banda, Dispositivos IoT alimentados por baterías con bajas tasas de bits a través de largas distancias. Existen varias posibilidades para construir una red LPWAN., pero las tecnologías LoRaWAN y NB-IoT han mostrado el crecimiento más rápido y tendrán la mayor participación de mercado de LPWA en los próximos años..
LoRaWAN
LoRaWAN especifica el protocolo de comunicación de la red y la arquitectura del sistema., mientras que la capa física LoRa permite enlaces de comunicación de larga distancia. El protocolo y la arquitectura de red tienen el mayor impacto en la duración de la batería., capacidad de red, calidad de servicio, seguridad, y la gama de aplicaciones proporcionadas por la red.
lora
LoRa es una técnica de transmisión de señales de radio que utiliza chirridos, datos de múltiples símbolos para comunicar información. En esencia, Son chips de radio de banda ISM ordinarios que pueden convertir radiofrecuencia en bits usando LoRa. (u otros tipos de modulación como FSK) sin necesidad de codificar. La tecnología LoRa es una tecnología de capa física de nivel inferior que se utiliza en una variedad de aplicaciones distintas a las comunicaciones de área amplia..
Arquitectura de red LoRaWAN
LoRaWAN define el protocolo de comunicación y la arquitectura del sistema.. La capa física LoRa admite enlaces de comunicación de largo alcance. Par de protocolo y arquitectura de red para determinar la duración de la batería del nodo, capacidad de red, calidad de servicio, seguridad, así como diversas aplicaciones de servicios web.
El método de modulación de espectro ensanchado LoRaWAN es una variante del espectro ensanchado chirp. La capa física de LoRaWAN se puede utilizar junto con cualquier capa MAC; sin embargo, LoRa es el MAC sugerido actualmente que opera una red en una topología en estrella simple. Windows en momentos predeterminados, la puerta de enlace y las balizas se utilizan para sincronizar la hora de los dispositivos finales.. Dispositivos finales con ranuras de recepción máximas: Porque estos nodos están escuchando constantemente, no son apropiados para el funcionamiento con baterías. En algunos casos, Las redes en estrella con un dispositivo de puerta de enlace potente y con alimentación son una opción..
En muchas redes existentes se utiliza una arquitectura de red en malla.. Los nodos finales individuales en una red en malla transmiten información desde otros nodos para ampliar el rango de comunicación de la red y el tamaño de la celda.. Si bien esto mejora el alcance, También añade complejidad, limita la capacidad de la red, y acorta la duración de la batería porque los nodos reciben y reenvían datos de otros nodos que probablemente no estén relacionados con ellos.. Cuando la conectividad de largo alcance es posible, El diseño en estrella de largo alcance tiene más sentido para mantener la duración de la batería..
Los nodos de una red LoRaWAN no están vinculados a una única puerta de enlace. En cambio, Los datos enviados por un nodo generalmente se reciben a través de varias puertas de enlace.. A través de algún backhaul, cada puerta de enlace reenviará el paquete recibido desde el nodo final al servidor de red basado en la nube (ya sea celular, Ethernet, satélite, o wifi).
El servidor de red recibe la inteligencia y la complejidad y mantiene la red., filtrado de paquetes recibidos redundantes, haciendo controles de seguridad, Programación de agradecimientos a través de la mejor puerta de enlace., y realizando una velocidad de datos adaptativa, entre otras cosas. No hay ningún requisito para el traspaso de una puerta de enlace a otra si un nodo es móvil o se está moviendo, que es una característica vital para las aplicaciones de monitoreo de activos, un área de aplicación objetivo importante para IoT.
Eficiencia de la batería y consumo de energía
La duración de la batería parece muy prometedora en una red LoRaWAN. Sus nodos son asincrónicos., comunicarse sólo cuando tienen datos para transmitir, ya sea impulsado por eventos o planificado. La técnica Aloha es el nombre que recibe este tipo de comunicación.. Los nodos de una red en malla o una red síncrona como la celular deben "despertarse" con frecuencia.’ para sincronizar con la red y comprobar si hay mensajes. Esta sincronización consume mucha energía y es la principal causa de disminución de la duración de la batería.. En una reciente investigación y comparación de GSMA de las diferentes tecnologías que abordan el mercado LPWAN, LoRaWAN superó a todas las demás alternativas tecnológicas al 3 a 5 veces.
Capacidad de la red
La capacidad de la red puede ser muy escalable y flexible en una red LoRaWAN. La puerta de enlace debe poder aceptar mensajes de una gran cantidad de nodos para que una red en estrella de largo alcance sea factible.. En una red LoRaWAN, La alta capacidad de la red se logra mediante el uso de velocidades de datos adaptables y un transceptor multimódem multicanal en la puerta de enlace., que permite la mensajería simultánea en muchos canales. El número de canales simultáneos., velocidad de datos (tiempo en el aire), longitud de carga útil, y la frecuencia con la que los nodos transmiten incluyen todos los elementos importantes que influyen en la capacidad. Porque LoRa® es una modulación de espectro ensanchado, cuando se utilizan diferentes factores de dispersión, las señales son casi ortogonales entre sí. La velocidad de datos efectiva varía según el factor de dispersión.. La puerta de enlace utiliza esta característica al poder recibir simultáneamente numerosas velocidades de datos en el mismo canal.. No es necesario que un nodo con un buen enlace y proximidad a una puerta de enlace utilice constantemente la velocidad de datos más baja y agote el espectro disponible durante más tiempo del necesario.. Al aumentar la velocidad de datos, Se reduce el tiempo de permanencia en el aire., permitiendo más espacio potencial para que otros nodos transmitan. La velocidad de datos adaptable también extiende la vida útil de la batería de un nodo. Se necesitan un enlace ascendente y descendente simétrico con una capacidad de enlace descendente adecuada para que funcione la velocidad de datos adaptativa.. Estas propiedades permiten que una red LoRaWAN tenga un alto rendimiento y al mismo tiempo la haga escalable.. Se puede configurar una red con muy poco equipo., y si se necesita capacidad, Se pueden agregar más puertas de enlace., aumentando las velocidades de datos, Minimizar la escucha de otras puertas de enlace., y aumentar la capacidad entre 6 y 8 veces. Debido a compensaciones técnicas que limitan el ancho de banda del enlace descendente o hacen que el rango del enlace descendente no sea igual al rango del enlace ascendente, otras opciones LPWAN carecen de la escalabilidad de LoRaWAN.
Clases de nodos
Los dispositivos finales se utilizan para una variedad de propósitos y tienen diferentes necesidades.. LoRa utiliza varias clases de dispositivos para optimizar una variedad de características de aplicaciones finales. Las clases de dispositivos hacen un equilibrio entre la latencia de comunicación de enlace descendente de la red y la duración de la batería.. El retraso de la comunicación de enlace descendente es crítico en aplicaciones de control o tipo actuador..
Dispositivos finales bidireccionales (Clase A): Los dispositivos finales de Clase A proporcionan comunicaciones bidireccionales, con la transmisión de cada dispositivo de enlace ascendente final seguida de dos transmisiones de enlace descendente. Las ventanas de recepción de enlaces descendentes son breves. La ranura de transmisión programada del dispositivo final se basa en sus propios requisitos de comunicación., con una pequeña variación dependiendo de una base de tiempo de selección aleatoria (Protocolo tipo ALOHA). Este procedimiento de Clase A utiliza la menor cantidad de electricidad. sistema de dispositivo final para aplicaciones que requieren solo comunicación de enlace descendente inmediatamente después de que el dispositivo final haya realizado una transmisión de enlace ascendente al servidor Enlace descendente. En otro momento, Los mensajes del servidor tendrán que esperar hasta el próximo enlace ascendente planificado..
Dispositivos finales bidireccionales con ranuras de recepción planificadas (Clase B): Además de las ventanas de recepción aleatoria de Clase A, Los dispositivos de Clase B abren ventanas de recepción adicionales en períodos predeterminados. El dispositivo final recibe una señal sincronizada en tiempo desde la puerta de enlace para abrir su ventana de recepción a la hora prescrita.. Esto informa al servidor cuando el dispositivo final está escuchando..
Dispositivos finales con ranuras de recepción máximas en ambas direcciones (Clase C): Los dispositivos finales de clase C cuentan con ventanas de recepción abiertas prácticamente continuamente que solo se cierran durante el envío.
Seguridad
Es fundamental que cualquier LPWAN integre la seguridad. LoRaWAN tiene dos capas de seguridad: uno para la red y otro para la aplicación. La capa de seguridad de la red garantiza que los nodos de la red sean legítimos., Considerando que la capa de seguridad de la aplicación garantiza que el operador de red no tenga acceso a los datos de la aplicación del usuario final. El intercambio de claves emplea cifrado AES y una identificación específica.. Cada tecnología tiene compensaciones, pero las características de LoRa en el diseño de redes, clases de dispositivos, seguridad, escalabilidad para capacidad, y la optimización de la movilidad cubren la gama más amplia de aplicaciones posibles de IoT.
LoRa sigue siendo un jugador poderoso
En general, Las radios LoRa tienen rangos de comunicación más amplios que las radios IoT típicas y, al mismo tiempo, son energéticamente eficientes.. Además, Estas radios tienen características fascinantes., transmisiones no intrusivas, Por ejemplo. Como ya se dijo como se ve., Las radios LoRa se pueden implementar en una red más amplia que utiliza varios diseños. Como resultado, La solución de LoRa es una opción intrigante para construir aplicaciones de IoT comunes. Ofrece una solución muy competitiva con muchas ventajas que le abren un futuro prometedor..
Minew lanzará la cartera de productos de la tecnología LoRaWAN
IoT continúa expandiéndose y volviéndose más popular. minas, el diseñador y fabricante líder de dispositivos inteligentes IoT, se dedica a posibilidades más creativas en la nueva área para enriquecer nuestra cartera de productos con diferentes redes. Minew está trabajando actualmente en productos LoRa y Bluetooth que se encuentran en fase de desarrollo.. Los términos técnicos aún no se han confirmado ni anunciado., sin embargo, lo más probable es que se publique en forma de tarjeta u otros. Puede esperar un anuncio nuestro. Con soporte LoRa y Bluetooth, combina lo mejor de dos mundos juntos, ofreciendo una posibilidad nunca antes vista. Se espera que el rendimiento sea prometedor.. Mantente sintonizado para más, próximamente.
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