Cos'è lorawan?

LoRaWAN: Rete a Lungo Raggio a Bassa Potenza

LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) è un protocollo di comunicazione per reti a bassa potenza e area estesa. È progettato per dispositivi alimentati a batteria o energia solare che necessitano di comunicare su lunghe distanze con un consumo energetico minimo. LoRaWAN è comunemente utilizzato per applicazioni di Internet delle cose (IoT) come il monitoraggio ambientale, l'agricoltura di precisione, lo smart metering e la logistica.

Architettura LoRaWAN:

L'architettura LoRaWAN tipicamente comprende i seguenti elementi:

  • Dispositivi Finali (End-Devices): Sensori o attuatori che raccolgono dati e li trasmettono alla rete. Questi dispositivi sono generalmente a basso consumo e alimentati a batteria.
  • Gateway LoRaWAN: Ricevono i messaggi dai dispositivi finali tramite il protocollo LoRa e li inoltrano a un server di rete tramite connessioni IP (es. Ethernet, Wi-Fi, cellulare). I gateway sono il ponte tra la rete LoRa e l'infrastruttura di rete standard.
  • Server di Rete LoRaWAN: Gestisce la rete LoRaWAN, inclusi il controllo accessi, la gestione della frequenza e l'instradamento dei dati alle applicazioni.
  • Server di Applicazione: Riceve i dati dai dispositivi finali tramite il server di rete e li utilizza per fornire servizi o applicazioni.

Caratteristiche Chiave di LoRaWAN:

  • Lunga Portata: Permette la comunicazione su distanze di diversi chilometri in ambienti urbani e fino a decine di chilometri in ambienti rurali.
  • Basso Consumo Energetico: Ottimizzato per dispositivi alimentati a batteria, consentendo una lunga durata della batteria (anni).
  • Sicurezza: Offre funzionalità di sicurezza integrate, come la crittografia end-to-end e l'autenticazione dei dispositivi.
  • Bi-direzionalità: Supporta la comunicazione bi-direzionale tra dispositivi finali e server di rete.
  • Adattabilità: Adatta la velocità dei dati e la potenza di trasmissione in base alla distanza e alla qualità del segnale, ottimizzando il consumo energetico e la capacità della rete. Questa funzionalità è nota come Adaptive Data Rate (ADR).
  • Roaming: Consente ai dispositivi di spostarsi tra diverse reti LoRaWAN senza perdere la connettività.

Classi di Dispositivi LoRaWAN:

LoRaWAN definisce tre classi di dispositivi finali che differiscono in termini di consumo energetico e latenza:

  • Classe A: I dispositivi Classe A sono i più efficienti dal punto di vista energetico. Iniziano una trasmissione uplink (dal dispositivo al server) e aprono due finestre di ricezione per ricevere i downlink (dal server al dispositivo).
  • Classe B: Oltre alle funzionalità della Classe A, i dispositivi Classe B aprono finestre di ricezione programmate per ricevere i downlink dal server.
  • Classe C: I dispositivi Classe C sono sempre in ascolto, il che significa che possono ricevere i downlink dal server in qualsiasi momento. Questo offre la latenza più bassa ma anche il consumo energetico più alto.

Considerazioni Importanti:

  • Duty Cycle: LoRaWAN impone restrizioni sul tempo in cui un dispositivo può trasmettere in una determinata frequenza per rispettare le normative locali. Questo è noto come duty cycle e varia a seconda della regione.
  • Frequenze: LoRaWAN opera su diverse frequenze a seconda della regione. Le frequenze comuni includono 868 MHz in Europa e 915 MHz in Nord America.
  • Interferenza: Come tutte le tecnologie wireless, LoRaWAN è suscettibile alle interferenze da altri dispositivi che operano nella stessa frequenza.