LoRa debe de resultar familiar a todo el mundo. Se trata de un esquema de transmisión inalámbrica de ultra larga distancia basado en la tecnología de espectro ensanchado desarrollado por la empresa estadounidense Semtech. Debido a su método de modulación único, tiene características especiales de bajo consumo de energía, larga distancia y alta flexibilidad. Por eso recibe el nombre de "LoRa" (Long Range, que significa larga distancia).
Actualmente, LoRa opera principalmente en bandas de frecuencia libres de todo el mundo, como 433, 868, 915 MHz, etc. Además, también necesitamos entender los conceptos relacionados con LoRa. Hoy hablaremos de "esas cosas" sobre LoRa
Modulación LoRa
Desde un punto de vista técnico, LoRa es una tecnología de modulación que proporciona una mayor distancia de comunicación que otras tecnologías similares. La modulación se basa en la tecnología de espectro ensanchado, una variante de la modulación lineal de espectro ensanchado (CSS), con corrección de errores hacia delante (FEC).
LoRa mejora notablemente la sensibilidad y, al igual que otras tecnologías de espectro ensanchado, utiliza todo el ancho de banda del canal para emitir una señal, lo que la hace más robusta frente al ruido del canal y las desviaciones de frecuencia causadas por el uso de osciladores de cristal de bajo coste.
LoRa puede modular la señal a 19,5 dB por debajo del ruido de fondo, mientras que la mayoría de los sistemas de modulación por desplazamiento de frecuencia (FSK) requieren una potencia de señal de 8-10 dB por encima del ruido de fondo para modular correctamente. La modulación LoRa es la capa física (PHY) y puede ser utilizada por diferentes protocolos y diferentes arquitecturas de red - Mesh, Star, Point-to-Point, etc.
LoRaWAN
La diferencia entre LoRa y LoRaWAN es que la modulación LoRa es PHY, mientras que LoRaWAN es un protocolo MAC, que se utiliza para redes en estrella de gran capacidad, larga distancia y baja potencia. La LoRa Alliance está normalizando las redes de área extensa de baja potencia (LPWAN).
El protocolo LoRaWAN está optimizado para sensores de bajo consumo alimentados por batería e incluye distintos niveles de nodos finales para optimizar el equilibrio entre latencia de la red y duración de la batería. Es completamente bidireccional y está construido por expertos en seguridad para garantizar la fiabilidad y la seguridad.
La arquitectura LoRaWAN también facilita la localización de objetivos móviles para el seguimiento de activos, que es la aplicación de más rápido crecimiento en el Internet de las Cosas. Los principales operadores de telecomunicaciones están desplegando LoRaWAN como red nacional, y la LoRa Alliance está normalizando LoRaWAN para garantizar que las distintas redes nacionales sean interoperables.
Pasarela LoRa
La pasarela LoRa está diseñada para arquitectura en estrella de larga distancia y se utiliza en el sistema LoRaWAN. Dispone de transceptor multicanal y multimodulación, y puede demodular varios canales al mismo tiempo. Debido a las características de LoRa, también puede demodular múltiples señales en el mismo canal al mismo tiempo.
La pasarela utiliza un equipo de radiofrecuencia distinto del nodo final, tiene mayor capacidad y actúa como puente transparente para retransmitir información entre el dispositivo final y el servidor de red central. La pasarela se conecta al servidor de red a través de una conexión IP estándar, y el dispositivo terminal utiliza la comunicación inalámbrica de salto único a una o varias pasarelas.
La comunicación entre todos los nodos terminales suele ser bidireccional, pero también admite operaciones de función multidifusión, actualizaciones de software, transmisión inalámbrica u otras emisiones masivas de información, lo que reduce el tiempo de comunicación inalámbrica. Existen distintas versiones de pasarela en función de la capacidad necesaria y del lugar de instalación (casa o torre).
Concentrador LoRa
Se utilizan los términos pasarela y concentrador, pero son componentes equivalentes en el sistema LoRa. En otros sectores, las definiciones de pasarela y concentrador significan componentes diferentes.
Capacidad antiinterferente LoRa
El módem LoRa suprime las interferencias GMSK cocanal hasta 19,5 dB, o lo que es lo mismo, puede tolerar señales 19,5 dB por debajo de la señal interferente o del ruido de fondo.
Gracias a su gran capacidad antiinterferente, el sistema de modulación LoRaTM no sólo puede utilizarse en bandas de frecuencia con una elevada utilización del espectro, sino que también puede aplicarse a redes de comunicación híbridas para ampliar la cobertura cuando fallan determinados esquemas de modulación de la red.
Velocidad de datos LoRa
LoRaWAN defines a specific set of data rates, but there are many options for the end chip or PHY. The SX1272 supports data rates from 0.3 to 37.5kbps, and the SX1276 supports 0.018 to 37.5kbps.
Nodo final LoRa
Los nodos finales LoRa son partes de la red LoRa que realizan tareas de detección o control. Funcionan con baterías en largas distancias. Estos nodos finales utilizan el protocolo de red LoRaWAN para establecer la comunicación con la pasarela LoRa (concentrador o estación base).
Velocidad de transmisión de datos autoadaptativa (ADR)
La ADR es un método que modifica la velocidad real de transmisión de datos para garantizar una entrega fiable de los paquetes, un rendimiento óptimo de la red y la planificación de la capacidad.
Por ejemplo, los nodos más cercanos a la pasarela utilizan velocidades de datos más altas (tiempos de transmisión más cortos) y menor potencia de salida. Utiliza la velocidad de datos más baja y la máxima potencia de salida sólo en los nodos en los que el presupuesto de enlace sea muy marginal.
Los métodos ADR pueden adaptarse a los cambios en la infraestructura de red y soportar pérdidas de trayecto cambiantes. Para maximizar la duración de la batería de los dispositivos finales y la capacidad global de la red, la infraestructura de red LoRa gestiona la velocidad de transmisión de datos y la salida de RF de cada dispositivo final por separado mediante la aplicación de ADR.
LoRa ha sido rápidamente reconocido por el mercado por su bajo consumo de energía, larga distancia y alta flexibilidad. Muchos de los productos representativos de Ebyte se basan en la tecnología de espectro ensanchado LoRa. Con el fin de reducir aún más los costos relacionados, Ebyte también el lanzamiento de una nueva generación de LoRa plan con mayor rendimiento de costes, la bienvenida a nuevos y viejos amigos para comprar! Palabras clave: controlador de red IO