¿Qué es LoRaWAN y cómo funciona?
Aunque el Internet de las cosas (IoT) está revolucionando diversos sectores, su implementación puede resultar complicada. Es posible que haya oído hablar del uso de tecnologías LoRa en implementaciones de IoT, como el uso de puertas de enlace LoRaWAN. Sin embargo, estas implementaciones pueden enfrentarse a obstáculos como costes excesivos, comunicaciones poco fiables y problemas de rendimiento, y ahí es donde LoRaWAN puede ayudar.
Al ofrecer una solución fiable y eficiente, LoRaWAN pretende abordar los problemas relacionados con la implementación. En este artículo, descubriremos qué es LoRaWAN y cómo funciona como impulsor clave del IoT.
¿Qué es LoRaWAN?
El protocolo de red de área amplia de baja potencia (LPWAN) conocido como LoRaWAN, desarrollado por Semtech, destaca por su capacidad de transmisión de largo alcance y su notable eficiencia energética.
Basado en tecnología militar y espacial, su resistencia a las interferencias garantiza una conexión fiable.
Curiosamente, en 2017, un paquete LoRaWAN batió el récord anterior al transmitir 702 kilómetros. Para una gran variedad de aplicaciones del Internet de las cosas (IoT), LoRaWAN es una opción atractiva debido a estas características.
La LoRa Alliance, una organización sin ánimo de lucro formada por reconocidos fabricantes de dispositivos, proveedores de servicios y organismos gubernamentales, es la encargada de supervisar LoRaWAN.
¿Cómo funciona LoRaWAN?
A diferencia de las redes en malla convencionales, como Zigbee, LoRaWAN tiene una topología especial en «estrella». Los nodos pueden conectarse directamente con numerosas puertas de enlace con LoRaWAN, mientras que las redes en malla dependen de que los nodos finales transmitan la información a las puertas de enlace y entre sí, lo que aumenta el alcance pero añade complejidad. De este modo, los nodos pueden dejar de estar constantemente a la escucha de mensajes, lo que prolonga considerablemente la duración de la batería.
El servidor central de red se encarga de tareas como la deduplicación de datos, las comprobaciones de integridad y la seguridad, mientras que las pasarelas LoRaWAN simplemente reciben las transmisiones de datos sin ningún tipo de procesamiento previo.
Figura 1. Arquitectura de una red LoRaWAN.
Referencia: Mejora de la gestión de claves en LoRaWAN con blockchain autorizada – Figura científica en ResearchGate. Disponible en: https://www.researchgate.net/figure/Architecture-of-a-LoRaWAN-Network_fig1_341834399 [consultado el 27 de noviembre de 2024].
Comprender los tipos de redes LoRaWAN
LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) es una tecnología muy popular para conectar dispositivos de baja potencia a Internet a largas distancias. Pero, ¿sabías que hay diferentes tipos de redes LoRaWAN? Veamos los tres tipos principales:
1. Redes públicas LoRaWAN
Considérelas como las redes celulares del Internet de las cosas. Utilizando su infraestructura actual, las principales empresas de telecomunicaciones despliegan estas redes por todo el país. Al igual que su plan de telefonía móvil, cobran una cuota de suscripción por la conectividad LoRaWAN.
Características principales:
- Amplia cobertura, a menudo a nivel nacional.
- Asistencia profesional y servicio fiable
- Solo tienes que conectar tus dispositivos y suscribirte para que sea fácil de usar.
- Ideal para empresas que requieren niveles de servicio garantizados e instalaciones a gran escala.
Por ejemplo, Swisscom ofrece una red LoRaWAN en toda Suiza, que permite tanto a particulares como a empresas crear e implementar soluciones inteligentes en todo el país.
2. Redes LoRaWAN basadas en la comunidad
Estas redes están impulsadas por el entusiasmo de pequeñas empresas, organizaciones sin ánimo de lucro, aficionados y particulares. Se basan en un espíritu de cooperación, y los usuarios contribuyen a ampliar la red.
Características principales:
- A menudo centrado en áreas o comunidades concretas.
- Impulsado por una infraestructura compartida y conceptos de código abierto.
- Opción económica para personas solteras e iniciativas a pequeña escala.
- Fomenta la creatividad y la experimentación en la comunidad del IoT.
Un ejemplo de ello es The Things Network, que proporciona una arquitectura de servidor de red LoRaWAN global y anima a los clientes a instalar puertas de enlace para aumentar la cobertura.
3. Redes privadas LoRaWAN
Estas redes son como tener un espacio privado de IoT. Las organizaciones crean y gestionan estas redes exclusivamente para sus propios objetivos.
Características principales:
- Control total sobre el rendimiento y la seguridad de la red.
- Opciones de personalización para satisfacer determinados requisitos de dispositivos y aplicaciones.
- Perfecto para aplicaciones cruciales y datos confidenciales.
- Se puede configurar en la nube o localmente.
Loriot es un ejemplo de este tipo de red, ya que proporciona redes privadas de servidores LoRaWAN que permiten a las empresas establecer configuraciones de nivel empresarial e incluso obtener beneficios de su infraestructura de red.
Descubra también el servidor de red LoRaWAN, integrado o alojado en la nube, descargando este informe técnico aquí.
LoRa frente a LoRaWAN
Aunque los nombres LoRa y LoRaWAN se utilizan a veces como sinónimos, se refieren a conceptos diferentes. La tecnología de capa física que soporta LoRa es un sistema de transmisión de señales de radio patentado creado por Semtech. Codifica la información utilizando una estructura especial multisímbolo chirpada para una comunicación eficaz. Se puede considerar como el medio por el que se transmite la señal.
Por el contrario, LoRaWAN amplía LoRa para crear un protocolo de red completo. Con características como el cifrado y la identidad para un transporte de datos seguro y fiable, especifica cómo interactúan los dispositivos basados en LoRa con las pasarelas y entre sí.
Básicamente, LoRaWAN sirve como base e infraestructura para redes de área amplia de baja potencia (LPWAN) a gran escala, mientras que LoRa es la tecnología central que facilita la comunicación a larga distancia.
Ventajas de la red LoRaWAN
A continuación se enumeran algunas de las numerosas ventajas de esta tecnología IoT puntera y en constante evolución:
Largo alcance y cobertura
Ningún otro protocolo de comunicación puede igualar su alcance, que puede extenderse hasta 15 kilómetros en línea de visión directa (LOS). Esto lo hace perfecto para conectar dispositivos en lugares lejanos o de difícil acceso.
Bajo consumo energético
El funcionamiento con consumo energético ultrabajo de los dispositivos LoRaWAN prolonga considerablemente la vida útil de las baterías de los sensores. Esto es fundamental para las aplicaciones de IoT en las que el cambio frecuente de baterías resulta poco práctico o imposible.
Hardware de bajo coste
En comparación con otras redes, la infraestructura LoRaWAN y las radios de los dispositivos finales son extremadamente económicas. Además, se están desarrollando diferentes versiones de código abierto de pasarelas y otras infraestructuras, lo que reducirá aún más los costes.
Alta capacidad
Se pueden conectar miles de sensores a una sola red LoRaWAN, lo que la hace perfecta para su adopción generalizada en aplicaciones de IoT industrial, ciudades inteligentes y monitorización medioambiental.
Hardware rentable
En comparación con otras alternativas, la infraestructura LoRaWAN y las radios de los dispositivos finales son increíblemente baratas. Los costes se reducen aún más gracias a la disponibilidad de componentes y puertas de enlace de código abierto.
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El resultado final
Una solución innovadora que aborda las dificultades de poner en práctica instalaciones de IoT a gran escala es LoRaWAN. Desde ciudades inteligentes y automatización industrial hasta monitorización medioambiental y agricultura, su amplio alcance, bajo consumo energético e infraestructura asequible la convierten en la opción perfecta para una gran variedad de aplicaciones.
Las organizaciones pueden maximizar el potencial de esta tecnología revolucionaria seleccionando la mejor solución para satisfacer sus necesidades individuales, conociendo los distintos tipos de redes LoRaWAN y sus características distintivas. LoRaWAN está llamado a ser un componente clave para conectar miles de millones de dispositivos y fomentar la innovación en diversos sectores a medida que se desarrolla el entorno del IoT.
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