LoRa Wireless (Long Range) WAN

Posted on 6th Feb 2018

La tecnologia LoRa Wireless (Long Range) WAN è nata dal contributo di molte aziende, quali la Cisco, IBM, Kerlink, Semtech, Microchip Technology, Bouygues Telecom, SingTel, Swisscom, FastNet, etc., unitesi nella LoRa Alliance con l’obiettivo di definire tutte le specifiche necessarie per le applicazioni Long Range wireless a lunga distanza, basso baud rate e ridotto consumo nel settore dell'IoT e del M2M nelle bande 868 MHz e 915 MHz. LoRa Alliance

Un dispositivo che implementa la tecnologia di comunicazione wireless LoRa è in grado coprire una distanza di molti km in aree urbane e suburbane (in relazione al numero ed alla dimensione degli ostacoli), può essere alimentato a batteria con un'autonomia di 10 anni (in base al numero di trasmissioni e alla grandezza del pacchetto) ed è adatto a creare reti wireless e gateway con milioni di sensori collegati senza pericolo di interferenze.

Rispetto ad altri sistemi wireless utilizzati nel settore dell'IoT, il LoRa offre molti altri vantaggi, ovvero che gli algoritmi utilizzati, unitamente alla modulazione Spread-Spectrum, consentono una demodulazione di ben 20 dB sotto il livello di rumore. questo implica che la sensibilità di ricezione ne risulta altamente amplificata, riducendo le interferenze, rendendo di fatto la rete wireless che la implementa robusta ai rumori.

L'architettura della rete wireless con protocollo LoRaWAN è a stella eliminando i problemi di sincronizzazione che sorgono quando si deve implementare una
Wireless Sensor Network (WSN) mesh. Infatti in quest'ultimo caso i nodi sensoriali wireless per poter estendere il range di comunicazione devono implementare il concetto di multihop e quindi inevitabilmente i nodi della rete devono essere "svegli" quando avviene la comunicazione (generalmente le WSN per poter ottimizzare i consumi energetici rimangono la maggior parte del tempo in "sleep mode").

La tecnologia LoRa permette inoltre di ottenere una maggior portata rispetto agli altri protocolli wireless, eliminando la necessità di utilizzare nodi ripetitori, aumentando la flessibilità e la portabilità della rete, con conseguente riduzione dei costi. Rispetto alle reti cellulari 3G e 4G, la tecnologia LoRa è molto più scalabile e conveniente per le applicazioni embedded.

Le applicazioni generalmente si focalizzano su quella vasta gamma di sistemi di monitoraggio e controllo wireless a basso data-rate quali le Smart City (illuminazione stradale, parcheggi, sensori del traffico), l'Energy Measurement (contatori intelligenti per luce/acqua/gas), Home e Building Automation (sistemi di condizionamento, elettrodomestici intelligenti, impianti di sicurezza e illuminazione) ed ultimamente anche nell'Industrial Automation.

 

Immagine:  LPWAN LOW POWER WIDE AREA NETWORK OVERVIEW OF EMERGING TECHNOLOGIES FOR LOW POWER WIDE AREA NETWORKS IN INTERNET OF THINGS AND M2M SCENARIOS di Peter R. Egli (indigoo.com) del 2015.