Reti LoRaWAN: Principali caratteristiche e impieghi

 

Reti LoRaWAN

 

LoRaWAN è l’acronimo di Long Range Wide Area Network, ed è un protocollo di trasmissione dei dati ad ampio spettro e a lunga portata che si basa sulla tecnologia LoRa. Quest’ultima è una tecnica di modulazione che deriva dalla tecnologia Chirp Spread Spectrum, utilizzata fin dal secondo dopoguerra nel campo militare. La tecnologia wireless LoRa è stata sviluppata per essere utilizzata su reti a lunga portata che non richiedano alte potenze. Come tecnologia, LoRa rappresenta lo strato fisico (PHY) mentre LoRaWAN gli strati superiori e definisce il protocollo di comunicazione unitamente all’architettura di rete.

Fondamentalmente considerata una LPWAN (Low Power Wide Area Network), LoRaWAN permette di trasmettere coprendo distanze fisiche di circa 15 km negli spazi aperti, mentre per le aree urbanizzate la distanza si riduce a 4-5 km. Il tipo di trasmissione è bidirezionale e la sua implementazione risulta più economica rispetto alle altre tipologie di sistemi. È senza dubbio un protocollo adatto a moltissime applicazioni e può rappresentare un’alternativa ai più diffusi sistemi Wi-Fi, i quali però pagano la capacità di trasmissione di molti più dati con un raggio di copertura molto modesto.

L’architettura LoRaWAN

L’architettura tipica di una rete LoRaWAN è costituita da una serie di dispositivi connessi a gateway sincronizzati fra loro. A loro volta i gateway sono connessi a network server applicativi i quali fanno capo al cloud. La topologia di queste reti è generalmente a stella dove i gateway assolvono la trasmissione dei dati tra dispositivo di acquisizione e server di rete. In sostanza una rete LoRaWAN è costituita da nodi, gateway, network server e application server.

Principali caratteristiche

Le frequenze di trasmissione di una rete LoRaWAN sono comprese tra 863,00 e 870,00 MHz con una larghezza di banda tra 125 e 250 kHz. Un poco più articolato è il discorso della potenza di trasmissione a seconda delle frequenze; come detto LoRaWAN non è un protocollo in grado di gestire grandi quantità di dati, ma quantità definite, con duty cycle (tempo massimo di trasmissione per ogni ora di servizio) confinato tra ETSI 1% e 10% e in un dato numero di volte. Nell’intervallo 869,40 – 869,65 si può avere un duty cycle più alto ma in questo caso occorre una potenza di trasmissione di 500mW; per le restanti frequenze la potenza resta a 25mW; le velocità di trasmissione invece si attesta a 50 kbps. Essendo LoRaWAN un protocollo di infrastruttura LPWAN open source a basato su LoRa e sviluppato dalla LoRa Alliance, organizzazione senza scopo di lucro, chiunque può utilizzarlo per le proprie applicazioni.

 

I maggiori vantaggi di questo sistema possono essere così riassunti:

– Basso costo di implementazione

– Bassa potenza richiesta

– Supporto di reti con milioni di dispositivi

– Rete completamente configurabile

– Comunicazione sicura e bidirezionale grazie alla crittografia AES 128 bit

 

Impiego

Nell’ambito dell’IoT è sempre più importante riuscire a usufruire di sistemi semplici, affidabili ed economici per la trasmissione dei dati. La comunicazione dei dati con questo protocollo risulta più solida e meno sensibile alle interferenze esterne. Le caratteristiche sopraindicate si prestano molto nell’implementazione di reti IoT per i più svariati impieghi:

– Controllo flotte (ad esempio di e-bike) come anche automezzi per mobilità urbana, oppure distributori automatici per le aree ristoro.

– In ambito smart building le reti LoRaWAN si prestano per lo smart metering energetico, tecnologia che sta registrando una vasta proliferazione, ma anche sistemi antincendio e di sorveglianza fino ad arrivare alle reti domotiche.

– In agricoltura questo tipo di rete viene impiegato per tenere sotto controllo tutti quei parametri funzionali alla riuscita del raccolto come ad esempio l’umidità nel terreno, il pH, e naturalmente l’irrigazione.

– Anche la logistica usufruisce delle reti LoRa: nelle Smart factory dove esiste la logistica intelligente, il controllo e lo scambio di dati diventa essenziale per la gestione.

 

Schema di una rete LoRaWAN 

 

Lorawan

 

 

 

 

 

Articolo scritto da Giardino delle Competenze
© RIPRODUZIONE RISERVATA

 

Vuoi collaborare con noi per creare e far pubblicare i tuoi articoli?

GIARDINO DELLE COMPETENZE
+39 348 6416452
info@giardinodellecompetenze.it
P.IVA e C.F. 09277020963

© 2020 Giardino delle competenze. All Rights Reserved. Powered by Primaklasse|Privacy Policy