Procedure ottimali per l'implementazione di gateway LoRaWAN®: garantire un'eccellente copertura RF a basso costo.

LoRaWAN® è una tecnologia LPWAN ampiamente utilizzata per l'IoTOffre connettività a lungo raggio e a basso consumo energetico per diverse applicazioni. Tuttavia, il successo di una rete LoRaWAN® dipende in larga misura dalla corretta installazione e implementazione dei gateway.

Di recente, un'azienda asiatica si è rivolta a TEKTELIC esprimendo preoccupazioni riguardo alle scarse prestazioni del proprio gateway LoRaWAN® non TEKTELIC. Dopo un'analisi, è emerso chiaramente che sia la scelta del gateway che la sua installazione non erano ottimali, con conseguente copertura RF insufficiente e aumento dei costi.

In questo articolo, esploreremo quali sono i problemi principali e condivideremo le migliori pratiche per un'efficace Gateway LoRaWAN® distribuzione.

Problemi: installazione inadeguata e scelta del gateway insufficiente

Figura 1: Installazione di un gateway LoRaWAN® inefficiente e costosa

Un'analisi della configurazione illustrata nella Figura 1 mette in luce diverse questioni chiave:

1. Cavo RF di bassa qualità:L'installazione utilizza un lungo cavo di tipo RG, inadatto per installazioni esterne. Questi cavi non sono progettati per applicazioni RF ad alte prestazioni a causa di:
   • Elevata perdita di segnale, che riduce la sensibilità del ricevitore.
   • Scarsa protezione dall'umidità e scarsa durata.
   • Suscettibilità ai danni, soprattutto se piegato ad angoli acuti.

Soluzione:  Utilizzate cavi di alta qualità come i modelli LMR-400, LMR-600 o HELIAX di Andrew. Questi cavi offrono una minore perdita di segnale, una migliore resistenza all'umidità e un risparmio a lungo termine.

Per maggiori dettagli sulla selezione dei cavi RF giusti, consulta il nostro articolo su Come scegliere i cavi RF più adatti per reti LoRaWAN® affidabili.

2. Posizionamento inadeguato del gateway:Il gateway è stato installato a bassa altezza, causando notevoli ostruzioni del segnale. Per un posizionamento ottimale:
   • Il portale dovrebbe trovarsi ad almeno 5-7 metri sopra il tetto dell'edificio.
   • L'antenna deve essere posizionata ben al di sopra degli ostacoli circostanti, come ad esempio altri tetti.

2. Selezione dell'antenna errata:L'antenna utilizzata in questa configurazione ha un guadagno elevato (12-15 dBi), che concentra la maggior parte dell'energia RF verso l'esterno con una copertura minima verso il basso. Questa configurazione è inefficiente per le aree urbane e semiurbane dove è necessaria una copertura bilanciata tra interni ed esterni.

Soluzione:  Utilizzare un'antenna da 6 dBi per ottenere un diagramma di radiazione bilanciato che fornisca copertura sia a lungo raggio che verso il basso.

4. Backhaul inaffidabile:L'installazione è priva di antenne GPS e cellulari esterne visibili, il che solleva preoccupazioni in merito all'affidabilità della rete di backhaul e alla sincronizzazione oraria.

Procedure consigliate per l'implementazione di gateway LoRaWAN®

Per garantire un'eccellente copertura RF e un'elevata efficienza in termini di costi, si prega di seguire queste linee guida:

1. Scegli attrezzature ad alte prestazioni: Seleziona gateway che offrano affidabilità comprovata e compatibilità con l'ambiente di implementazione. Gateway aziendali TEKTELICad esempio, offrono prestazioni e rapporto costi-efficacia superiori rispetto al gateway precedentemente implementato dall'azienda in Asia.
2. Ottimizza il posizionamento:
   • Installare il gateway e l'antenna ad un'altezza sufficiente per evitare ostacoli.
   • Utilizzare una soluzione di montaggio stabile, come un palo di 5-6 metri fissato con un supporto appesantito.
3. Scegli i cavi e le antenne giusti:
   • Utilizzate cavi corti e di alta qualità per ridurre al minimo la perdita di segnale.
   • Scegli le antenne con il guadagno adeguato alle esigenze di installazione.
4. Comprendere l'attenuazione del percorso RF in diversi ambienti:
   • Aree suburbane: I segnali RF subiscono un'attenuazione moderata a causa di edifici e vegetazione, con un esponente di perdita di percorso di circa 3-4.
   • Aree rurali: Con un minor numero di ostacoli, l'esponente di perdita di percorso è inferiore (2-3), consentendo una maggiore portata. Tuttavia, il terreno e la vegetazione possono comunque influire sulla copertura.
   • L'installazione di antenne sopra i tetti e sugli alberi contribuisce a ridurre gli ostacoli e a migliorare la propagazione del segnale.
5. Garantire un backhaul affidabile:
   • Implementare gateway con backhaul cellulare o Ethernet stabile.
   • Assicurarsi che la funzionalità GPS sia attiva per un tracciamento preciso della posizione e una corretta sincronizzazione dell'ora.

L'installazione ideale: un caso di studio

Figura 2: Installazione di un gateway LoRaWAN® efficace ed economico

La configurazione illustrata nella Figura 2 rappresenta le migliori pratiche:

• Alta quota: Il gateway è installato a 15 metri da terra, con l'antenna posizionata leggermente più in alto per ridurre al minimo l'ombreggiamento delle radiofrequenze e garantire una radiazione del segnale ottimale.
• Cavo Premium: L'installazione utilizza il cavo Andrew HELIAX per ridurre al minimo la perdita di segnale e migliorare la durata.
• Copertura ottimale: Il posizionamento dell'antenna consente un raggio di copertura di 2-3 km con un'ottima penetrazione all'interno degli edifici e una portata estesa all'esterno.
• Efficienza dei costi: Il sistema garantisce un'ottima copertura a basso costo, con il supporto gratuito del comune per l'installazione e la manutenzione.

Conclusione

Una pianificazione e un'esecuzione adeguate sono fondamentali per una distribuzione LoRaWAN® di successo. Seguendo le migliori pratiche, come l'utilizzo di componenti di alta qualità, l'ottimizzazione del posizionamento e la selezione delle apparecchiature più idonee, le organizzazioni possono ottenere una copertura RF efficace mantenendo bassi i costi.