LoRaWAN: La revolución de la conectividad en el Internet de las Cosas (IoT)

En el fascinante mundo del Internet de las Cosas (IoT), una tecnología ha destacado por su capacidad de ofrecer una conectividad inalámbrica eficiente y de largo alcance: LoRaWAN (Long Range Low Power Wide Area Network). En este artículo, exploraremos qué es LoRaWAN, sus aplicaciones, sus características destacadas y cómo puede beneficiar a diferentes sectores de la industria.

¿Qué es LoRaWAN?

LoRaWAN es un protocolo de comunicación inalámbrica para IoT. Permite la transmisión de datos a larga distancia con un consumo mínimo de energía. Esta tecnología ha encontrado aplicaciones en una amplia gama de industrias, dando soluciones a distintos problemas, como:

• Prevención de desastres naturales
• Agricultura inteligente y monitoreo de granjas de animales
• Protección de especies amenazadas y en peligro de extinción
• Control industrial inteligente
• Ciudades, hogares y edificios inteligentes
• Control de calidad en las cadenas de suministro y en el tracking de objetos de interés en logística
• En la medición de servicios básicos (agua, gas y electricidad)

¿Por qué LoRaWAN es tan impresionante?

1. Requerimientos energéticos bajísimos
   Los dispositivos LoRaWAN pueden funcionar autónomamente hasta por 10 años con una sola batería, lo que los hace ideales para soluciones de medición y comunicación remotas donde no hay energía eléctrica
2. Largo alcance
   Dependiendo de las condiciones, la tecnología LoRaWAN puede cubrir distancias de varios kilómetros, lo que expande las posibilidades de aplicación de las soluciones de IoT
3. Buena cobertura en interiores
   A diferencia de otras tecnologías inalámbricas, LoRaWAN se desempeña bien dentro de estructuras cerradas, lo que permite un intercambio de datos confiable en edificios, industrias o entornos urbanos
4. Espectro libre de licencia
   No se requiere el pago de licencias para utilizar LoRaWAN, convirtiéndola en una buena alternativa para cualquier proyecto. Además ¡Se puede implementar en cualquier parte del mundo!
5. Despliegues públicos y privados
   LoRaWAN puede ser implementado tanto en redes públicas como privadas, lo que la hace súper flexible en su aplicación.
6. Seguridad integral
   LoRaWAN cuenta con capas de seguridad integral que protegen la confidencialidad e integridad de los datos transmitidos.
7. Programa de certificación y ecosistema
   LoRaWAN Alliance ofrece un sólido programa de certificación y cuenta con un ecosistema de hardware y software en constante crecimiento.

Alcance de LoRa

El alcance de la tecnología LoRa varía dependiendo de las condiciones. En pruebas realizadas en el 2020, se logró un rango máximo de comunicación de 832km entre globos aeroestáticos. Sin embargo, en tierra, donde hay objetos e interferencias, los valores típicos de alcance son aproximadamente:

• 500 metros dentro de edificios.
• 2 kilómetros para el exterior.
• Hasta 10 kilómetros desde un lugar alto, como un edificio.

El mayor impacto observado se da al elevar la posición del gateway. Los obstátulos atenúan la señal (en rojo) y la interferencia producida por el suelo se muestra en amarillo.

Es importante considerar que los rangos pueden variar y es necesario hacer pruebas para asegurar la comunicación entre los dispositivos.

Clases de dispositivos LoRaWAN

LoRaWAN especifica tres clases de dispositivos para adaptarse a diferentes necesidades y casos de uso:

• Clase A: Estos dispositivos consumen la menor cantidad de energía, ya que pasan la mayor parte del tiempo en modo de suspensión. Se despiertan periódicamente para transmitir y luego escuchan durante un tiempo fijo para recibir mensajes de la red.
• Clase B: Los dispositivos de Clase B siguen el mismo patrón que los de Clase A, pero también se despiertan en intervalos regulares para recibir información de la red.
• Clase C: Estos dispositivos consumen más energía, ya que están en modo de escucha continua. Pueden recibir mensajes de la red en cualquier momento.

La elección de la clase de dispositivo dependerá de los requisitos específicos de tu aplicación, considerando el equilibrio entre consumo de energía y capacidad de respuesta.

Seguridad en LoRaWAN

LoRaWAN se destaca por su enfoque en la seguridad. Implementa un sistema de seguridad de dos capas, donde la red y la aplicación utilizan claves separadas. Esto garantiza que el servidor de red no pueda acceder a los datos de la aplicación, lo que proporciona una capa adicional de protección para la información transmitida y garantiza la confidencialidad de la información.

Existe un tradeoff entre seguridad y consumo energético. Considerando eso, es importante tomar la decisión correcta al momento de elegir de mejor manera los dispositivos y sensores que se utilizarán.

Para el caso de equipos con recursos limitados, como sensores de baja potencia, es posible que se reduzcan las capacidades de seguridad debido a restricciones de energía o capacidad de procesamiento. Para estos casos, si la integridad de los datos es crítica, se pueden tomar medidas adicionales para garantizar la seguridad, como el cifrado de extremo a extremo o el uso de métodos de autenticación adicionales.

¿Por qué elegir LoRaWan?

Diversidad de sensores

Existe un amplio mercado de dispositivos certificados y habilitados para LoRaWAN. Puedes elegir entre una amplia gama, según tus necesidades: medidores de agua, medidores de presión, enchufes inteligentes, sensores de la calidad del aire, rastreadores GPS, data loggers (registran datos), sensores de estacionamiento y muchísimos más.

Mínimos requerimientos de comunicación

Los dispositivos LoRaWAN requieren un intercambio de datos bajísimo para funcionar. Esto los hace ideales para aplicaciones donde la transmisión de información es ocasional o espaciada en el tiempo.

Consumo de energía muy bajo

Los dispositivos LoRaWAN están diseñados para tener un consumo de energía extremadamente bajo. Pueden funcionar con baterías durante largos períodos de tiempo, incluso años, lo que reduce la necesidad de mantenimiento y reemplazo frecuente de baterías.

Ideal para IoT

La combinación de alcance largo, bajo consumo de energía y capacidad de conexión con una amplia variedad de dispositivos hace que LoRaWAN sea una opción ideal para aplicaciones de IoT en diversos sectores, como agricultura, logística, ciudades inteligentes y más.

Implementa LoRaWAN ahora

Ya tienes una idea de lo que es LoRaWan y de las consideraciones que se deben tener al momento de evaluar una solución de IoT.

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Referencias:

• The Things Network. "LoRa World Record Broken: 832km/517mi using 25mW" The Things Network, uploaded by TheThings Network, 21 Abr. 2020, https://www.thethingsnetwork.org/article/lorawan-world-record-broken-twice-in-single-experiment-1
• Semtech. "An In-depth look at LoRaWAN® Class A Devices" Semtech, https://lora-developers.semtech.com/documentation/tech-papers-and-guides/lorawan-class-a-devices
• YouTube. "LoRaWAN Fundamentals in 5 Minutes", uploaded by The Things Network, 9 Feb. 2022, https://www.youtube.com/watch?v=SmDza__-wAA