Uma visão geral sobre a técnica de LoRa e LoRaWAN
O objetivo deste artigo é fornecer uma visão geral técnica introdutória para LoRa e LoRaWAN. Redes de longa distância de baixa potência (LPWAN) são projetadas para suportar uma grande parte dos bilhões de dispositivos previstos para a Internet de Coisas (IoT).
O que é LoRa?
LoRa (short for long range) é uma técnica de modulação de espectro espalhado derivada da tecnologia de espectro espalhado chirp (CSS), permite a comunicação de dados em um longo alcance usando muito pouca energia, sendo uma tecnologia de fato para IoT com base em sua ampla adoção e será responsável por conectar o próximo bilhão de dispositivos IoT pois é flexível para casos de uso rural ou interno em agricultura inteligente, cidades inteligentes, IoT industrial (IIoT), ambiente inteligente, casas e edifícios inteligentes, utilitários e medição inteligentes e cadeia de suprimentos e logística inteligentes.
O LoRa da Semtech é uma plataforma sem fio de longo alcance e baixo consumo de energia que se tornou a plataforma sem fio de fato da Internet das Coisas (IoT). Dispositivos e redes LoRa, como o LoRaWAN, permitem aplicativos inteligentes de IoT que resolvem alguns dos maiores desafios enfrentados pelo nosso planeta: gerenciamento de energia, redução de recursos naturais, controle de poluição, eficiência de infraestrutura e prevenção de desastres. Os dispositivos LoRa da Semtech acumularam várias centenas de casos de uso conhecidos para cidades inteligentes, residências e edifícios, comunidades, medição, cadeia de suprimentos e logística, agricultura e muito mais. Com centenas de milhões de dispositivos conectados a redes em mais de 100 países e crescendo, LoRa está criando um planeta mais inteligente.
O que é LoRaWAN?
A especificação aberta LoRaWAN é um padrão de rede de área ampla e baixa potência (LPWAN) baseado nos dispositivos LoRa da Semtech, aproveitando o espectro de rádio não licenciado na banda Industrial, Scientific and Medical (ISM). A LoRa Alliance , uma associação sem fins lucrativos e uma aliança de tecnologia em rápido crescimento, impulsiona a padronização e harmonização global do padrão LoRaWAN e é reconhecido pela União Internacional de Telecomunicações (ITU) como um padrão LPWAN.
Principais recursos do LoRa
Longo alcance
Conecta dispositivos a até 30 milhas de distância em áreas rurais e penetra em ambientes urbanos densos ou em ambientes internos profundos
Baixa potência
Requer energia mínima, com vida útil prolongada da bateria de até 10 anos, minimizando os custos de substituição da bateria
Seguro
Possui criptografia AES128 de ponta a ponta, autenticação mútua, proteção de integridade e confidencialidade
Padronizado
Oferece interoperabilidade de dispositivos e disponibilidade global de redes LoRaWAN para implantação rápida de aplicativos IoT em qualquer lugar
Geolocalização
Permite aplicativos de rastreamento sem GPS, oferecendo benefícios exclusivos de baixo consumo de energia intocados por outras tecnologias
Móvel
Mantém a comunicação com os dispositivos em movimento sem sobrecarregar o consumo de energia
Alta capacidade
Suporta milhões de mensagens por estação base, atendendo às necessidades das operadoras de rede pública que atendem a grandes mercados
Baixo custo
Reduz o investimento em infraestrutura, as despesas de substituição de bateria e, por fim, as despesas operacionais
LoRa preenche uma lacuna tecnológica
O LoRa revolucionou a IoT ao permitir a comunicação de dados em um longo alcance usando muito pouca energia. Redes com LoRa, como aquelas que utilizam o padrão LoRaWAN, preenchem a lacuna tecnológica de redes celulares, Wi-Fi e Bluetooth Low Energy (BLE) que exigem alta largura de banda ou alta potência, ou têm um alcance limitado ou incapacidade de penetrar em ambientes internos profundos ambientes. Com efeito, os dispositivos LoRa e o padrão LoRaWAN são flexíveis para casos de uso rural ou interno em uma ampla variedade de setores, incluindo cidades inteligentes, residências e edifícios, comunidades, agricultura, medição e serviços públicos, saúde, meio ambiente e cadeia de suprimentos e logística.
O protocolo LoRaWAN implementa os detalhes de funcionamento, segurança, qualidade do serviço, ajustes de potência visando maximizar a duração da bateria dos módulos, e os tipos de aplicações tanto do lado do módulo quanto do servidor.
Arquitetura de rede LoRaWAN
Muitas redes implantadas existentes utilizam uma arquitetura de rede em malha. Em uma malha de rede, os nós finais individuais encaminham as informações de outros nós para aumentar o alcance da comunicação e o tamanho da célula da rede.
Enquanto isso aumenta, além disso, a complexidade, reduz a capacidade da rede e reduz a vida útil da bateria, pois os nós recebem e encaminham informações de outros nós que provavelmente são irrelevante para eles.
A arquitetura em estrela de longo alcance faz mais sentido para preservar a vida útil da bateria quando é possível obter conectividade de longo alcance.
