Quali sono le caratteristiche principali di LoRaWaN?

LoRaWAN, o Long-Range Wide Area Network, è oggi una tecnologia leader nell'ambito delle reti LPWA (Low Power Wide Area) esenti da licenza.  Le reti LoRaWAN sono tipicamente disposte in una topologia a stella in cui i gateway trasmettono i messaggi tra i dispositivi finali e un server di rete centrale. LoRaWAN fornisce una connettività IoT efficiente e a lungo raggio per i dispositivi Internet of Things (IoT), consentendo loro di comunicare su grandi distanze con un consumo energetico minimo. 

I settori più importanti per l'applicazione LoRaWAN

a) Città intelligente: dispositivi connessi come lampioni intelligenti, sistemi di gestione dei rifiuti, sensori di parcheggio e sensori ambientali. 

b) Automazione industriale: manutenzione predittiva, tracciamento degli asset, ottimizzazione della supply chain e gestione dell'energia.

c) Agricoltura: monitoraggio dell'umidità del suolo, monitoraggio delle condizioni meteorologiche, tracciamento del bestiame e agricoltura di precisione. 

d) Tracciabilità delle risorse: veicoli, container e spedizioni logistiche. 

Come funziona

La struttura del sistema LoRaWAN è rappresentata da tre componenti principali: 

• dispositivi finali (sensori o dispositivi)

• gateway

• server di rete. 

Ecco come funziona:

a) I dispositivi finali raccolgono dati dall'ambiente, li elaborano e li trasferiscono ai gateway. LoRaWAN funziona a bassissimo consumo energetico, consentendo il funzionamento a batteria per periodi prolungati.

b) I gateway collegano i dispositivi finali e il server di rete. Ottengono i dati dai dispositivi finali utilizzando la tecnica di modulazione LoRa e li inviano al server di rete tramite una connessione backhaul basata su IP, come le reti Ethernet o cellulari.

c) Il server di rete gestisce l'intera rete LoRaWAN, ricevendo i dati da più gateway, eseguendo i controlli di sicurezza necessari e inviando i dati al server. Inoltre, gestisce le funzionalità legate alla rete, come l'autenticazione dei dispositivi, la crittografia e l'instradamento.

LoRaWAN vs. LoRa vs. LPWAN  

È essenziale distinguere tra LoRaWAN, LoRa e LPWAN in quanto sono interconnessi ma rappresentano aspetti diversi della connettività IoT:

a) LoRa è una tecnica di modulazione wireless proprietaria sviluppata da Semtech, che fornisce il livello fisico (PHY) per la comunicazione a lungo raggio. Utilizza la modulazione chirp spread spectrum, che consente a LoRaWAN di raggiungere una portata e una robustezza eccezionali.

b) LoRaWAN è un protocollo di livello superiore che opera sopra il livello LoRa PHY, uno standard aperto gestito dalla LoRa Alliance, che garantisce l'interoperabilità tra i dispositivi e le reti di diversi fornitori.

c) LPWAN si riferisce alla categoria più ampia di tecnologie di rete a bassa potenza e ad ampio raggio che consentono la comunicazione a lungo raggio per i dispositivi IoT. LoRaWAN è una di queste tecnologie LPWAN, ma esistono altre alternative come NB-IoT e Sigfox. Le tecnologie LPWAN sono progettate per soddisfare i requisiti specifici delle applicazioni IoT, tra cui una lunga durata della batteria, un'ampia copertura e una connettività a basso costo.