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Esa infraestructura

Cómo LoRaWAN permite una conectividad IIoT eficiente y de largo alcance

Por Shreyans Desai

27 de julio de 2021 - 4 min

LoRaWAN

Hablamos mucho sobre la cantidad de teléfonos inteligentes, tabletas y otros dispositivos móviles que acceden a las redes Wi-Fi. Pero eso no es nada comparado con la explosión de sensores, cámaras, sistemas de automatización y otros ndispositivos conectados a la red.

Conocidos como Internet industrial de las cosas (IIoT), estos dispositivos recopilan y transmiten datos y realizan muchas tareas útiles sin intervención humana. Están transformando las operaciones en una amplia gama de industrias, desde la fabricación hasta el transporte y la atención médica, al permitir nuevos niveles de automatización, eficiencia y reducción de costos.

Un subconjunto del IIoT es la comunicación de máquina a máquina (M2M), que implica la transmisión de datos desde sensores a aplicaciones que la utilizan para controlar procesos. Por ejemplo, una planta de procesamiento de leche puede tener sensores que capturan la temperatura, los índices de flujo de líquido y otra información, y la envían a controladores lógicos programables (PLC) que ajustan la maquinaria según sea necesario.

Para que todo esto funcione, debe tener una conectividad inalámbrica confiable y segura, y ahí es donde entra en juego LoRaWAN (red de área amplia de largo alcance). Diseñado para IIoT y M2M, LoRaWAN proporciona el rango, la confiabilidad y el costo para admitir cientos de casos de uso.

Desafíos de conectividad de IoT

Para muchas aplicaciones IIoT y M2M, el largo alcance, el bajo costo y el bajo consumo de energía son los factores de conectividad más importantes, lo que hace que muchas tecnologías de red comunes no sean prácticas. Por ejemplo, Bluetooth y Wi-Fi ofrecen bajo consumo de energía y conectividad confiable a bajo costo, pero carecen del rango requerido para IIoT. Las redes 4G / LTE y 5G brindan conectividad a distancias más largas, pero consumen más energía a un costo más alto.

La tecnología LPWAN (WAN de bajo consumo) proporciona una mejor opción para conectar puntos finales alimentados por batería que transmiten continuamente pequeñas cantidades de datos a largas distancias. Aunque las tasas de transferencia de datos son relativamente bajas, las soluciones LPWAN pueden admitir más dispositivos en un área de cobertura más grande que Bluetooth y Wi-Fi a un costo menor y con menos consumo de energía que la telefonía celular.

Hay varias tecnologías LPWAN, cada una con sus pros y sus contras. Sigfox, que tiene un alcance de hasta 10 km en áreas urbanas, es bueno para enviar pequeñas ráfagas de datos. Sin embargo, no es un protocolo abierto y requiere una suscripción a una red Sigfox. La tecnología RPMA (acceso múltiple de fase aleatoria) tiene un alcance de 33 millas, proporciona un ancho de banda significativo y capacidad de dispositivo, y puede penetrar casi cualquier cosa, incluido el suelo y el hormigón. Sin embargo, funciona en el abarrotado 2.4 GHz utilizado por Wi-Fi, Bluetooth y otras tecnologías, lo que hace que la interferencia de radiofrecuencia sea un problema potencial.

Beneficios de LoRaWAN

LoRaWAN es la solución LPWAN ideal para muchas aplicaciones de IoT. Este protocolo estándar abierto, definido por LoRa Alliance, está diseñado para permitir la comunicación a larga distancia entre dispositivos de baja potencia y aplicaciones conectadas a Internet. LoRaWAN opera en el espectro de radio sin licencia en la banda Industrial, Científica y Médica (ISM), con velocidades de datos en el rango de .3Kbps a 50Kbps. La integridad de los datos está asegurada mediante encriptación de 128 bits.

LoRa es la capa física de la infraestructura de dispositivo a dispositivo y LoRaWAN es el protocolo de red. Las redes LoRaWAN suelen disponerse en una topología de estrella de estrellas en la que las puertas de enlace retransmiten mensajes entre los dispositivos de punto final y un servidor de red central. Las puertas de enlace se conectan al servidor a través de conexiones IP estándar, mientras que los dispositivos de punto final utilizan la comunicación LoRa o FSK (codificación por desplazamiento de frecuencia).

A pesar de las crecientes implementaciones, LoRaWAN sigue siendo una tecnología de nicho y pocos administradores de red tienen experiencia en su uso. Rahi ha diseñado e implementado redes LoRaWAN y puede ayudar a los clientes a evaluar la tecnología y desarrollar una estrategia de implementación.

LoRaWAN ofrece la conectividad de largo alcance, la menor demanda de energía y la rentabilidad necesarias para admitir dispositivos IIoT. Con una amplia experiencia en una amplia gama de soluciones de redes, Rahi puede ayudarlo a explorar formas de aprovechar la tecnología LoRaWAN para habilitar casos de uso específicos de IIoT y M2M.

Autor

  • Shreyans es gerente de ingeniería de soluciones en Rahi y lidera el equipo de redes. Su experiencia incluye soluciones de enrutamiento, conmutación y seguridad para empresas, centros de datos y proveedores de servicios a través de múltiples proveedores, así como soluciones de computación en la nube como Amazon Web Services y OpenStack. Tiene una Maestría en Ciencias en Ingeniería Eléctrica de la Universidad Estatal de San José. En su tiempo libre, toma fotografías de paisajes alrededor del Área de la Bahía.

, Gerente de Ingeniería de Soluciones

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