Incrementare l’efficienza con LoRa

Quando una tecnologia completamente innovativa entra nel mercato, i progettisti guardano a come questa può trasformare il mondo. Per LoRa devices e LoRaWAN protocol, ciò ha significato che il suo vasto raggio di copertura e il basso consumo energetico potevano semplificare notevolmente la progettazione di rete, consentendo maggiore portata con minori costi d’infrastruttura.
I vantaggi offerti da questa tecnologia di comunicazione wireless sono significativi rispetto alle soluzioni alter­native. Grazie alla sua alta capacità di penetrazione può raggiungere una distanza fino a 2 miglia in area urbane densamente popolate ed in aree rurali arriva a trasmet­tere fino a 30 miglia di distanza Line of Sight (LOS) in aree rurali remote. Operando con uno standard open, LoRa può essere utilizzato con i protocolli LoRaWAN, IEEE 802.15.4g e WMBus e fornisce IC pin-compatible per supportare le varie opzioni.
I sensori e gateway (base stations) basati su LoRaWAN tipicamente hanno un costo inferiore delle tecnologie LPWAN (Low Power Wide Area Network) concorrenti per una serie di motivi. In primo luogo, non ci sono tariffe dovute per le frequenze dello spettro wireless occupato perché operano in uno spettro senza licenze. Le tec­nologie Cellular-based operano nello spettro concesso in licenza e sono soggette alle royalties sulla proprietà intellettuale (IP) a causa del patrimonio 3GPP.
In un’applicazione basata su LoRaWAN, i bassi costi operativi sono supportati da sensori alimentati a batteria che possono funzionare anche fino a 20 anni. Si elimina inoltre il cablaggio dalla fonte di alimentazione al senso­re utilizzato nelle reti GSM, LTE o WiFi.

Con una corrente del ricevitore di soli 4,5 mA, l’ultima famiglia Semtech SX126x offre una riduzione del 50% rispetto alla generazione precedente ed un’uscita ad elevata potenza di +22 dBm. Questo prolunga fino al 30% la durata della batteria dei sensori basati su LoRa, riducendo drasticamente la frequenza della sua sosti­tuzione. Inoltre, la funzione FUOTA (Firmware-Updates- Over-The-Air) basata sullo standard consente di poter fare manutenzione remota sui dispositivi per tutta la durata della loro vita.
L’ampio raggio di copertura e l’efficienza energetica di LoRa hanno consentito ai progettisti di eliminare la ne­cessità di ripetitori. Ciò ha ridotto il costo delle infrastrut­ture e fornito una maggiore capacità grazie all’elevata scalabilità del sistema in grado di supportare decine di migliaia di nodi per gateway, con ogni gateway in grado di trasmettere i dati in modo sicuro ad un server azien­dale o basato su cloud per l’analisi, consentendo agli utenti di prendere decisioni basate su fattori di valutazio­ne oggettivi in real-time anziché su congetture.
Queste caratteristiche prestazionali hanno permesso a LoRa di emergere come la tecnologia di riferimento per reti che richiedono facilità di installazione, costi conte­nuti e comunicazioni robuste e sicure in ambienti difficili. Le applicazioni realizzate includono l’installazione di sensori wireless nei parchimetri, nei caselli e nei segnali stradali. Il monitoraggio remoto fornito dalla rete basata su LoRaWAN aiuta le città a ridurre le emissioni e a gestire il flusso di traffico per ridurne la congestione. La geolocalizzazione GPS gratuita consente inoltre ai sen­sori a basso costo di rintracciare in modo sicuro persone, animali domestici e beni importanti.[boris]
La compatibilità con prodotti dei principali produttori di silicio è completata da una gamma di dispositivi Semtech basati su LoRa che sono ottimizzati per sup­portare varie applicazioni per reti wireless. Per un’elevata affidabilità in bassa velocità di trasmissione e comuni­cazioni a bassa potenza, i ricetrasmettitori radio sub- GHz forniscono un supporto flessibile per LoRaWAN e per la preesistente modulazione G/FSK. Una semplice interfaccia command-based e una copertura di frequen­za continua da 150 MHz a 960 MHz consente a questi transceiver di essere utilizzati in tutte le principali bande sub-GHz ISM di tutto il mondo.

La possibilità di implementare LoRa spazia dall’utilizzo della tecnologia in piccole reti domestiche private, a reti pubbliche di portata nazionale o internazionale. Questa tecnologia offre un link budget più alto di 30dB rispetto a FSK, per ridurre le interferenze di canale, e offre altresì un consumo energetico di ben sette volte inferiore per ridur­re al minimo i costi operativi. Ciò rende LoRa un’opzione possibile per aumentare l’efficienza in una gamma molto vasta di settori e applicazioni.
Le applicazioni che possono beneficiare dei vantaggi di LoRa riguardano il monitoraggio e il controllo wireless di reti IoT e M2M con numero di nodi molto elevato, non­ché i sistemi di sicurezza e anti-intrusione, rilevamento degli incendi, controllo accessi, monitoraggio e gestione in tempo reale della qualità dell’aria. LoRa devices e LoRaWAN protocol ha anche contribuito a far evolvere le applicazioni di Remote Keyless Entry (RKE) ad alta sicurezza e sistemi RFID attivi, oltre a fornire soluzioni ecologiche per case ed edifici aziendali. Il sostegno ed il supporto della non profit LoRa Alliance, con oltre 500 aziende membri, ha dato ai progettisti la sicurezza per basare anche le idee progettuali più impe­gnative su questa nuova tecnologia.
LoRaWAN è stata finora implementata da oltre 100 operatori pubblici in oltre 60 paesi e la tecnologia sta consentendo di creare prodotti più intelligenti, puliti e più efficaci per la gestione delle risorse. Per gli utenti finali, LoRa fornisce elementi valutativi in tempo reale che possono essere utilizzati per garantire maggiori vantaggi operativi. Per i progettisti, la decisione di utilizzare la tecnologia LoRa, più semplice, a lungo raggio ed a basso consumo, è guidata dall’aspirazione di creare sistemi innovativi e fortemente efficienti. [/boris]