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28 Settembre 2021

28 Settembre 2021

Cos'è LoRaWAN e a cosa serve?

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By Ultimo aggiornamento: 30 di giugno, 2026
Cos'è LoRaWAN e a cosa serve?
Cos'è LoRaWAN e a cosa serve?
Sintesi

Cerchi una rete wireless che colleghi dispositivi alimentati a batteria tra edifici, campus e città, senza costosi piani dati? Questa guida spiega cos'è LoRaWAN , come funziona, le tipologie di dispositivi più comuni, le specifiche per regione e dove è più adatta.

Cos'è LoRaWAN?

Il termine "LoRaWAN" si riferisce al protocollo LPWAN (Low Power Wide Area Network) e all'architettura di sistema della rete. Il livello fisico di LoRaWAN si basa sulla modulazione LoRa, che consente la comunicazione a lunga distanza tra dispositivi intelligenti, gateway e utenti finali. La copertura LoRaWAN può raggiungere i 15 km, un raggio d'azione molto maggiore rispetto al Wi-Fi; inoltre, LoRaWAN è più economico da implementare rispetto alle tecnologie IoT cellulari (nelle aree remote). Il protocollo LoRaWAN soddisfa i requisiti dell'Internet delle Cose (IoT) come la comunicazione bidirezionale, la sicurezza end-to-end, la mobilità e abilita anche i servizi di localizzazione.

Vantaggi della tecnologia LoRaWAN

Come funziona LoRaWAN?

LoRaWAN utilizza la modulazione LoRa per trasmettere piccoli pacchetti di dati su lunghe distanze con un basso consumo energetico. Si basa su una topologia a stella: i dispositivi (nodi finali) trasmettono ai gateway vicini e più gateway possono ricevere lo stesso messaggio. I gateway inoltrano i pacchetti a un server di rete tramite IP, che si occupa di eliminare i duplicati, verificare la sicurezza e instradare i dati verificati al server applicativo o all'applicazione corretta.

Architettura di rete LoRaWAN

Che cos'è un gateway LoRaWAN?

Il gateway LoRaWAN è un dispositivo utilizzato per fornire copertura LoRaWAN, in modo simile a una rete cellulare, che consente ai dispositivi LoRaWAN di comunicare con il server e l'applicazione del proprietario. In parole semplici, funge da ponte tra il mondo fisico e il mondo virtuale. Il gateway riceve i dati dai dispositivi LoRaWAN e li inoltra al server applicativo , che li memorizza e li distribuisce alle applicazioni secondo necessità. È supportata anche la comunicazione nella direzione opposta, dalle applicazioni basate su cloud ai dispositivi fisici.

TEKTELIC è uno dei principali fornitori di gateway LoRaWAN , progettati per offrire comunicazioni affidabili, sicure ed economiche tra sensori e applicazioni per utenti finali. Offriamo gateway sia per interni che per esterni, con un consumo energetico minimo e un'ampia copertura di frequenza. Ad esempio, il nostro gateway IoT KONA Micro offre copertura all'interno degli edifici con connettività "Always On" e batteria di backup fino a 4 ore, il che lo rende la scelta ideale per le aree soggette a frequenti interruzioni di corrente, ma che necessitano di continuare a ricevere e trasmettere dati.

Per quanto riguarda i gateway per esterni, una delle opzioni più versatili è KONA Macro IoT Gateway , progettato per resistere a condizioni meteorologiche avverse e per essere installato in aree esterne. Con un grado di protezione IP-67, può operare in un intervallo di temperatura compreso tra -40 °C e +60 °C, soddisfacendo quindi i requisiti anche per le installazioni più impegnative. KONA Macro è in grado di connettere un elevato numero di dispositivi IoT alla rete, consentendo l'installazione in applicazioni complesse come tetti e torri, massimizzando la portata e la copertura e riducendo i costi complessivi di installazione.

Gateway KONA Macro Carrier Grade

Che cosa sono i sensori LoRaWAN?

I sensori LoRaWAN sono dispositivi che utilizzano il protocollo LoRaWAN per scambiare dati con un gateway e il relativo server di rete. Vengono impiegati nell'implementazione LoRaWAN per applicazioni quali il tracciamento di risorse, il monitoraggio delle condizioni ambientali e la raccolta di altri tipi di dati da postazioni remote. Questi sensori consumano poca energia e hanno una portata elevata. Supportano il controllo adattivo della velocità di trasmissione dati, consentendo una configurazione flessibile del loro funzionamento per supportare la trasmissione efficiente sia su lunghe che su brevi distanze.

Principali tipologie di sensori IoT

LoRa, LoRaWAN e LPWAN

LoRa, LoRaWAN e LPWAN sono tecnologie di rete a bassa potenza e ad ampia copertura utilizzate per abilitare l' Internet delle cose (IoT) . Offrono diversi vantaggi alle applicazioni IoT, come la lunga portata, il basso consumo energetico e l'efficienza in termini di costi. Allo stesso tempo, sebbene LoRaWAN e LPWAN condividano molte caratteristiche, ciascuna tecnologia offre metriche di prestazioni distinte in termini di latenza, throughput, distanze coperte, ecc.

LoRa

LoRa (Long Range Radio) è una tecnologia a basso consumo energetico e a lungo raggio utilizzata a livello fisico per trasmettere dati wireless su lunghe distanze . Utilizza la modulazione a spettro espanso chirp (chirp spread spectrum), inviando dati tramite onde radio per supportare collegamenti robusti a lungo raggio e una profonda penetrazione in ambienti interni o sotterranei, riducendo al contempo il consumo energetico ed estendendo il raggio di trasmissione. LoRa è particolarmente adatta per applicazioni che richiedono basse velocità di trasmissione dati e copertura a lungo raggio, come il tracciamento remoto di risorse e la comunicazione machine-to-machine (M2M).

LoRaWAN

LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) è un'infrastruttura di rete wireless sicura e scalabile per applicazioni IoT. Le reti LoRaWAN sono progettate per fornire comunicazioni affidabili ed economiche ai dispositivi connessi. Si basa sulla tecnologia del livello fisico LoRa e utilizza una topologia a stella, con gateway che collegano i dispositivi finali al server di rete centrale, supportando diverse classi di dispositivi per soddisfare le varie esigenze applicative.

LWAN

LPWAN (Low Power Wide Area Network) è un termine generico che si riferisce alle tecnologie di rete wireless progettate per essere efficienti dal punto di vista energetico e per fornire comunicazioni dati a lungo raggio. Si concentra su applicazioni a bassa velocità di trasmissione dati, come le reti di sensori, ed è ideale per applicazioni che richiedono un basso consumo energetico e una copertura a lungo raggio. LPWAN non è necessariamente utilizzato con LoRa. Può essere basato su una delle tecnologie, LoRaWAN è un esempio, altri includono Sigfox, NB-IoT, Weightless, ecc.

I 10 migliori gateway LoRaWAN

Corsi LoRaWAN

In LoRaWAN esistono 3 classi di dispositivi con diverse capacità e diversi profili di consumo energetico: Classe A, Classe B e Classe C.

La classe A è la più economica. I dispositivi di questa classe sono alimentati da una batteria che dura diversi anni, grazie al fatto che il dispositivo è attivo solo per un breve periodo: durante la trasmissione dei dati secondo una pianificazione prestabilita e per un ulteriore lasso di tempo immediatamente successivo, necessario per consentire alla rete di comunicare con il dispositivo. Per il resto del tempo, il dispositivo rimane in modalità di risparmio energetico.

Si basa su un modello di comunicazione di tipo Aloha che consente comunicazioni non programmate avviate esclusivamente da un dispositivo finale e include due brevi finestre di ricezione (Rx1 e Rx2) successive alla trasmissione in uplink. Durante queste finestre di ricezione, la rete può inviare downlink al dispositivo: una funzionalità ideale per le applicazioni che necessitano di una comunicazione rapida dopo la conclusione delle trasmissioni in uplink.

La Classe B è una modalità di comunicazione che migliora la Classe A consentendo ai dispositivi di programmare finestre di trasmissione downlink durante intervalli di ping downlink designati. Ciò permette alle applicazioni di inviare messaggi di controllo durante questi intervalli senza dover attendere un messaggio in uscita dal dispositivo. I dispositivi di Classe B devono aver raggiunto la sincronizzazione temporale con la rete prima di poter ricevere questi messaggi downlink dal gateway.

Una volta che un dispositivo di Classe B è stato temporizzato correttamente, entra in modalità di ricezione durante gli intervalli di ping per garantire la ricezione di qualsiasi comunicazione downlink dalla rete. Pertanto, la Classe B offre una latenza molto inferiore rispetto alla precedente Classe A; questa modalità riduce il consumo di energia della batteria rispetto alla modalità in cui il ricevitore è sempre alimentato, come nella Classe C. 

La classe C è una modalità per dispositivi finali che consente la comunicazione con i dispositivi da un gateway praticamente in qualsiasi momento. Richiede più energia rispetto alle classi A e B, ma offre la latenza più bassa durante l'invio di dati dall'applicazione al dispositivo finale.

In sintesi: Classe A → maggiore durata della batteria, latenza di downlink più elevata; Classe B → finestre di downlink programmate e latenza prevedibile; Classe C → latenza più bassa con consumo energetico più elevato (ideale per gli attuatori). Scegli la classe in base alla velocità con cui devi controllare il dispositivo e alla durata di funzionamento a batteria.

Caratteristica Classe A Classe B Classe C
Consumo di energia Minima (la batteria dura anni) Moderato (finestre di ascolto aggiuntive) Massima potenza (ricevitore sempre acceso)
Latenza Il valore più alto (solo il downlink subito dopo l'uplink) Medio (slot di ping programmati per il downlink) Minimo (downlink quasi continuo)
Uplink Avviato dal dispositivo, programmato Slot avviati dal dispositivo e slot programmati dalla rete Avviato dal dispositivo, disponibile in qualsiasi momento
downlink Solo subito dopo l'uplink Finestre programmate + dopo l'uplink Quasi in qualsiasi momento
Durata della batteria Tipicamente dai 5 ai 10 anni e oltre Tipicamente 2–5 anni Da pochi mesi a 1-2 anni (a seconda del ciclo di lavoro)
Ideale per Sensori che inviano messaggi piccoli e poco frequenti (contatori di utenze, monitor ambientali) Casi d'uso che richiedono un controllo periodico (illuminazione stradale, edifici intelligenti) Controllo in tempo reale o quasi in tempo reale (attuatori, allarmi, valvole)
Note Classe predefinita più comune Richiede la sincronizzazione dell'ora di rete Necessita di alimentazione esterna o di frequenti cambi di batteria.

I migliori gateway LoRaWAN

Casi d'uso di LoRaWAN

LoRaWAN è ampiamente utilizzato negli edifici intelligenti , nell'agricoltura , nel settore medico, nell'industria petrolifera e del gas , ed è adatto anche per le città intelligenti, la logistica e le applicazioni IoT industriali , tra le tante altre . Oggi, le implementazioni LPWAN più comuni/con il maggior volume sono:

1. Misurazione dei consumi di acqua, gas ed elettricità;

2. Monitoraggio, utilizzo e sicurezza di beni e persone;

3. Gestione delle strutture e del patrimonio immobiliare;

4. Diverse applicazioni industriali, principalmente per la manutenzione preventiva, la riduzione dei costi e l'aumento dell'efficienza;

5. Le varie città intelligenti includono l'illuminazione stradale, i parcheggi, la raccolta dei rifiuti, il monitoraggio delle infrastrutture critiche e la tutela ambientale.

TEKTELIC offre una vasta gamma di prodotti per ogni settore e vanta un elenco di progetti realizzati con successo.

Edifici intelligenti

Per gli edifici intelligenti, offriamo un monitor di temperatura e umidità chiamato COMFORT. Questo sensore è un dispositivo multifunzione per il monitoraggio delle condizioni interne. Misura luce, vibrazioni, temperatura, umidità e rileva perdite, porte o finestre aperte/chiuse.

TEKTELIC ha fornito COMFORT a uno dei principali gruppi britannici di costruzione e riqualificazione urbana per monitorare l'ambiente degli uffici e garantire un luogo di lavoro salubre. Grazie al sensore COMFORT, i gestori degli edifici sono stati in grado di risolvere i problemi di ventilazione e mantenere condizioni climatiche ottimali all'interno degli edifici.

Un altro dispositivo che offriamo per il monitoraggio dell'ambiente interno è il sensore di qualità dell'aria BREEZE , progettato per monitorare i livelli di CO2, la temperatura e l'umidità in tempo reale. Può essere utile per edifici residenziali e commerciali, nonché per istituzioni pubbliche come scuole, università e biblioteche. È completamente integrato con l'infrastruttura LoRaWAN e può essere aggiunto a qualsiasi rete di sensori già presente nella vostra azienda.

Agricoltura intelligente

L'agricoltura intelligente è un altro ambito di nostro interesse e offriamo al mercato i sensori di umidità del suolo CLOVER e KIWI . Entrambi i sensori monitorano l'umidità e la temperatura del suolo, nonché la temperatura e l'umidità ambientale, e sono in grado di rilevare la luce. Hanno una durata della batteria fino a 10 anni, quindi non dovrete più preoccuparvi di sostituzioni e ricariche continue: basterà installare il sensore e avrete misurazioni aggiornate per un massimo di 10 anni. L'unica differenza tra CLOVER e KIWI risiede nella modalità di installazione. CLOVER si monta direttamente in superficie, mentre KIWI è dotato di un supporto rialzato e può essere installato su un albero o un bastone di legno con sonde esterne.

I nostri sensori KIWI hanno già dimostrato la loro efficacia presso l'Orto Botanico La Sapienza di Roma e la Brook House Farm di Bromyard. In entrambi i casi, i nostri sensori hanno contribuito a risolvere il problema della programmazione dell'irrigazione e hanno fornito i dati necessari per preservare la salute delle piante, supportando al contempo il monitoraggio ambientale su ampie aree di giardini e aziende agricole. Il principale vantaggio dei sensori è la connettività wireless e la lunga durata della batteria, caratteristiche che mancano alla maggior parte degli altri dispositivi.

Settore Sanitario

In ambito sanitario, LoRaWAN viene utilizzato per il monitoraggio e il tracciamento di pazienti, dispositivi medici e altri dati relativi alla salute. Grazie all'implementazione di LoRaWAN, gli operatori sanitari possono monitorare i dati dei pazienti in tempo reale, consentendo loro di reagire tempestivamente ai cambiamenti nelle condizioni del paziente e di prendere decisioni informate. Contribuisce inoltre a ridurre i costi associati alla raccolta manuale dei dati, oltre a fornire un monitoraggio più efficace dei pazienti e a migliorare gli esiti clinici.

Medico virtuale in ospedale

TEKTELIC ha già notato il rapido sviluppo del settore sanitario e ha offerto al mercato diversi dispositivi indossabili per il monitoraggio della salute. Primo fra tutti, il nostro dispositivo eDOCTOR , progettato per misurare parametri vitali come frequenza cardiaca, temperatura, frequenza respiratoria, espansione toracica, posizione del corpo, rilevamento di tosse/starnuti e altro ancora. Il dispositivo è intuitivo, facile da configurare e fornisce dati in tempo reale che possono essere monitorati e analizzati su smartphone o computer.

Un altro dispositivo per il monitoraggio della salute offerto da TEKTELIC è il braccialetto eBEAT . Con eBEAT, gli operatori sanitari possono monitorare la frequenza cardiaca, la temperatura corporea e i livelli di ossigeno nel sangue dei pazienti. Grazie alla batteria a lunga durata e al design elegante, eBEAT è il dispositivo ideale per la telemedicina e il monitoraggio remoto dei pazienti durante il giorno.

Industriale

Nell'industria petrolifera e del gas, LoRaWAN può essere utilizzato per monitorare e gestire oleodotti, piattaforme di perforazione e altre infrastrutture remote. Grazie all'implementazione di LoRaWAN, le aziende possono monitorare i livelli di produzione di petrolio e gas, rilevare potenziali perdite e contaminazioni e garantire la sicurezza e la conformità alle normative di settore. Questa tecnologia aiuta inoltre le aziende a individuare e rispondere in modo rapido e preciso a qualsiasi evento o problema imprevisto.

TEKTELIC offre il localizzatore GPS industriale ORCA , ideale per tracciare beni in transito o all'interno di magazzini. Si tratta di un dispositivo unico, dotato di tecnologie LoRaWAN, GPS e BLE, che gli consentono di trasmettere i dati di posizione dei beni sia in ambienti interni che esterni. Il suo intervallo di temperatura operativa, da -40 °C a +70 °C, lo rende adatto anche alle condizioni più estreme.

Localizzatore industriale TEKTELIC Orca

I sensori LoRaWAN più comuni

I sensori LoRaWAN più comuni sono:

  • Sensori ambientali
  • Sensori di movimento
  • Localizzatori

Questi sensori possono essere utilizzati per diverse applicazioni, come il monitoraggio delle condizioni ambientali, il rilevamento dell'occupazione e il tracciamento delle risorse.

I sensori ambientali vengono utilizzati per monitorare la temperatura e l'umidità dell'ambiente . Sono comunemente impiegati in uffici, edifici residenziali e altri spazi interni. Tra questi, possiamo citare TEKTELIC VIVID e COMFORT . Entrambi i sensori sono progettati per monitorare umidità, temperatura e movimento in ambienti interni, al fine di ottimizzare l'ambiente all'interno dell'edificio. Possono essere configurati da remoto, consentendo applicazioni, comportamenti, soglie e report personalizzati, supportando così diverse applicazioni IoT per la casa intelligente e l'ufficio.

Miglior sensore Vivid

I sensori di movimento , a loro volta, consentono di monitorare l'occupazione in determinate aree di un edificio e aiutano a tenere traccia delle risorse. Grazie ai rilevatori di movimento, gli utenti possono tracciare gli spostamenti di persone e oggetti all'interno dell'organizzazione e organizzare meglio i flussi di persone. Inoltre, i sensori di movimento possono essere collegati ai sistemi di prenotazione delle sale riunioni per una pianificazione e gestione più efficaci. VIVID è uno dei sensori di movimento più efficaci grazie alla sua lente PIR e alle diverse opzioni di mascheramento. Inoltre, può essere collegato al tablet TEMPO Display per aggiornamenti in tempo reale sull'occupazione delle sale e sullo stato delle riunioni. TEMPO può essere sincronizzato con Microsoft Outlook e Google Calendar, quindi non è necessario alcun software aggiuntivo per utilizzarlo.

I localizzatori GPS sono necessari per tracciare i beni durante il trasporto. Possono essere utilizzati anche per localizzare i dipendenti in aree pericolose sul luogo di lavoro. I dispositivi di localizzazione sono generalmente di piccole dimensioni e si fissano facilmente ai beni senza bisogno di ulteriori supporti. Ad esempio, TEKTELIC SEAL è un localizzatore GPS e LoRaWAN indossabile, compatto ed elegante, progettato per il tracciamento del personale sia in ambienti interni che esterni. La sua batteria ha una durata fino a 12 mesi, il che lo rende un investimento conveniente per qualsiasi azienda.

Sigillo TEKTELIC per il parco energetico La Rábida di Moeve

Alternative a LoRaWAN

Sebbene LoRaWAN® sia diventato uno degli standard LPWAN più diffusi, non è l'unica opzione per connettere dispositivi IoT a basso consumo. A seconda dell'applicazione, si possono prendere in considerazione anche altre tecnologie wireless come Sigfox, NB-IoT, Mioty, Wi-Fi o le tradizionali reti cellulari. Ognuna di esse presenta vantaggi e svantaggi specifici.

Vale la pena menzionare anche Zigbee, un popolare protocollo di rete mesh ampiamente utilizzato nelle case intelligenti e nell'automazione degli edifici. Zigbee è efficiente dal punto di vista energetico e a basso costo, ma è progettato per comunicazioni a corto raggio (decine di metri) . A differenza di LoRaWAN, richiede implementazioni mesh dense e non copre grandi aree esterne o intere città. Per applicazioni come illuminazione intelligente, sistemi HVAC ed elettrodomestici, Zigbee funziona bene in ambienti interni, ma per sensori a lungo raggio alimentati a batteria, che si estendono su campus o città, LoRaWAN è solitamente la soluzione migliore.

Caratteristica / Tecnologia LoRaWAN® Sigfox NB-IoT Zigbee Wi-Fi/Cellulare
Spettro ISM senza licenza (EU868, US915, ecc.) ISM senza licenza (868/902 MHz) Bande cellulari con licenza Frequenza non licenziata a 2.4 GHz (globale) Con licenza (rete cellulare) / Senza licenza (Wi-Fi)
Tipo di rete Ecosistema aperto, pubblico o privato Proprietario, fornitore unico Gestito dagli operatori di telefonia mobile Rete a maglia, a corto raggio Gestito da un operatore o privato
Portata Fino a 15 km in zona rurale, diversi chilometri in zona urbana. 10–50 km nelle zone rurali, meno nelle città Ampia, ovunque esista la telefonia cellulare 10–100 m al chiuso Wi-Fi: <100 m; Rete cellulare: copertura nazionale
Data Rate Da 0.3 a 50 kbps Velocità di upload di circa 100 bps, velocità di download limitata. Fino a 250 kbps Fino a 250 kbps Wi-Fi: Mbps; Cellulare: Mbps–Gbps
Consumo energetico Molto basso (5-10+ anni) Molto basso Basso-moderato Basso (mesi-anni) Elevato (ore-giorni)
Costo Basso (nessuna SIM, basso infrarosso) Basso, dipendente dall'operatore Costo più elevato (SIM + tariffe dell'operatore) Basso costo del dispositivo, richiede molti router Infrastruttura elevata e abbonamenti
Ideale per città intelligenti, servizi di pubblica utilità, tracciamento delle risorse Sensori semplici e a bassa capacità di elaborazione dati. Casi d'uso che richiedono una maggiore velocità di elaborazione Case intelligenti, automazione degli edifici Applicazioni ad alta larghezza di banda (video, telefoni)

LoRaWAN contro Zigbee

Quali sono i vantaggi di LoRaWAN?

L'implementazione di LoRaWAN ha un impatto significativo sulla durata della batteria del nodo, sulla capacità della rete, sulla qualità del servizio, sulla sicurezza e su una varietà di programmi che servono la rete.

Consumo energetico intelligente

Un nodo LoRaWAN scambia informazioni quando ha dati pronti da inviare. Questo tipo di protocollo è comunemente noto come metodo Aloha. Al contrario, in una rete cellulare o in una rete sincrona, i nodi spesso devono "attivarsi" per sincronizzarsi con la rete e controllare i messaggi. Questa sincronizzazione consuma una quantità significativa di energia ed è la causa principale della riduzione della durata della batteria.

Capacità di rete

Molte reti attualmente in uso utilizzano un'architettura di rete "a maglia". In una rete LPWAN a maglia, i singoli nodi finali inoltrano informazioni provenienti da altri nodi per aumentare il raggio di comunicazione e la dimensione delle celle della rete. Se da un lato questo aumenta il raggio d'azione, dall'altro aggiunge complessità, riduce la capacità e la durata della batteria, poiché i nodi inoltrano e ricevono informazioni irrilevanti da altri nodi. Ecco perché l'architettura a stella a lungo raggio di LoRaWAN è la soluzione più adatta per preservare la durata della batteria dei dispositivi quando è disponibile una connettività a lungo raggio e per consentire a gateway e reti di gestire milioni di messaggi con elevata scalabilità.

Qualità e sicurezza del servizio

In LoRaWAN, i nodi non sono connessi a un gateway specifico. Al contrario, i dati trasmessi da un nodo vengono in genere ricevuti da più gateway e inoltrati al server di rete centrale, dove i messaggi vengono verificati e inoltrati in modo sicuro alla relativa applicazione. 

L'intelligenza e la complessità vengono trasferite ai server di rete che gestiscono la rete e si occupano di filtrare i pacchetti ridondanti ricevuti, eseguire controlli di sicurezza, programmare le conferme tramite il gateway ottimale, gestire la velocità di trasmissione dati in modo adattivo e altro ancora. Se il nodo è mobile o in movimento, non è necessario trasferire il controllo da un gateway all'altro, una caratteristica fondamentale che consente il funzionamento dell'applicazione di tracciamento delle risorse.

Principali tipologie di sensori IoT

Specifiche LoRaWAN

Le specifiche LoRaWAN variano da regione a regione in base alle normative specifiche del paese in cui il sistema deve essere implementato. Sono state definite per la prima volta nel gennaio 2015 dalla LoRa Alliance. TEKTELIC, in qualità di membro sponsor della LoRa Alliance , può offrire prodotti e soluzioni LoRaWAN specificamente per l'Europa e il Nord America . Inoltre, alcuni prodotti sono già supportati in alcuni paesi dell'Asia e del Medio Oriente.

LoRaWAN per l'Europa

LoRaWAN definisce un piano di canali regionale per l'UE basato sullo spettro nella banda di frequenza 863-870 MHz. Il funzionamento senza licenza in questa banda di frequenza è consentito con una potenza di trasmissione di 14 dBm, a condizione che venga rispettato un limite del ciclo di lavoro di trasmissione inferiore all'1%.

LoRaWAN per il Nord America

La banda ISM in Nord America è compresa tra 902 e 928 MHz. LoRaWAN utilizza 64 canali con larghezza di banda di 125 kHz, che vanno da 902.3 MHz a 914.9 MHz, più 8 canali con larghezza di banda di 500 kHz, che vanno da 903 MHz a 914.2 MHz, per i canali di uplink. I canali di downlink, anch'essi con larghezza di banda di 500 kHz, vanno da 923 MHz a 928 MHz. In Nord America, la potenza di trasmissione massima è limitata a meno di 30 dBm se si opera come dispositivo a salto di frequenza su più di 50 canali; altre normative consentono il funzionamento a un livello di potenza ridotto, 20 dBm, quando si salta su un numero inferiore di canali. Secondo la FCC, non esiste un limite al duty cycle, ma è previsto un tempo di trasmissione massimo di 400 millisecondi per messaggio.

È sicuro?

Sì, LoRaWAN è sicuro per sua stessa natura. Utilizza chiavi AES-128 e crittografia end-to-end per i dati delle applicazioni. Al momento della connessione, i dispositivi derivano due chiavi di sessione a 128 bit: NwkSKey per l'integrità della rete e AppSKey per la riservatezza a livello di applicazione.

Limitazioni di LoRaWAN

Nonostante i suoi numerosi vantaggi, LoRaWAN presenta alcune limitazioni che devono essere considerate prima dell'adozione.

Innanzitutto, LoRaWAN non offre una copertura onnipresente. A differenza delle reti cellulari, è frequente voler implementare LoRaWAN in aree prive di copertura di rete. Fortunatamente, è possibile collaborare con gli operatori di rete LoRaWAN per estendere la loro copertura all'area di interesse o implementare e gestire una propria rete aziendale. In alcune aree, The Things Network può rappresentare un'opzione LoRaWAN pubblica alternativa alla creazione di una rete aziendale privata.

In secondo luogo, le applicazioni che richiedono dispositivi mobili necessitano di copertura nelle aree in cui i dispositivi si sposteranno. Ciò potrebbe richiedere la stipula di accordi di roaming con gli operatori di rete limitrofi. È probabile che i dispositivi si spostino in un'area più ampia rispetto alla rete che si intende utilizzare; in questo caso, la collaborazione con le reti limitrofe può rivelarsi molto utile.

In terzo luogo, LoRaWAN è limitato nella sua velocità di trasmissione dati , che è inferiore a 50 kbps. Ciò lo rende inadatto ad applicazioni che richiedono velocità di trasmissione dati più elevate, come lo streaming video o audio.

È veloce?

LoRaWAN non è particolarmente veloce, ma è progettato per comunicazioni a lungo raggio a basso consumo energetico che richiedono basse velocità di trasmissione dati. Le velocità di trasmissione dati possono variare da 0.3 kbps a 50 kbps con una portata fino a 15 km. Quindi, se devi inviare misurazioni e report, è veloce, ma non sarà una buona scelta per inviare video o immagini.

Allo stesso tempo, se si affronta la decisione di scegliere il protocollo LoRaWAN tenendo conto di tutti i limiti e, soprattutto, dello scopo della propria implementazione, si potranno ottenere tutti i vantaggi della tecnologia LoRaWAN sopra elencati.

Breve riassunto

La rete LoRaWAN funziona laddove altre reti non possono essere utilizzate a causa delle distanze, dell'elevato consumo energetico, dell'alto traffico o della mancanza di copertura. Laddove i servizi di ingegneria non sono in grado di posare il cavo, entra in gioco anche l'antenna LoRaWAN. Questo standard è progettato per connettere dispositivi che inviano piccole quantità di informazioni su lunghe distanze con un consumo energetico minimo (il che ha un effetto positivo sul prezzo dei sensori). L'apertura dello standard, la longevità delle apparecchiature di rete, l'elevata efficienza energetica, l'assenza di barriere normative e la flessibilità delle soluzioni rendono LoRaWAN una delle tecnologie più diffuse per le implementazioni IoT a lungo raggio e a basso consumo energetico.

Ecco perché, se cercate una rete affidabile per infrastrutture o dispositivi IoT per creare un ambiente intelligente, dovreste prendere in considerazione la connettività LoRaWAN. Per maggiori informazioni sulla tecnologia LoRaWAN, non esitate a contattare il nostro team di vendita.

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Domande frequenti

LoRa è la modulazione radio (livello fisico) che consente la comunicazione wireless a lungo raggio e a basso consumo energetico. LoRaWAN è il protocollo di rete e l'architettura di sistema che si basa su LoRa per gestire il modo in cui i dispositivi si connettono a una rete, inviano messaggi e mantengono la sicurezza.
Sì. I dispositivi finali comunicano con uno o più gateway, e i gateway inoltrano i messaggi a un server di rete tramite una connessione IP. Senza un gateway (o l'accesso a un gateway/rete esistente), i dispositivi non hanno un luogo dove inviare i propri dati.
La portata dipende dal terreno, dal posizionamento dell'antenna, dalla densità degli edifici e dalle impostazioni radio. Le installazioni in aree rurali con visibilità diretta possono raggiungere molti chilometri, mentre gli ambienti urbani densi o gli ambienti interni in genere richiedono un numero maggiore di gateway per una copertura affidabile.
LoRaWAN opera nello spettro non licenziato, quindi non ci sono costi di licenza per lo spettro. Tuttavia, restano da sostenere i costi per gateway, sensori, infrastruttura di rete/server (autogestita o gestita), installazione e gestione.
Sì. Molte organizzazioni implementano reti private per campus, siti industriali, servizi pubblici ed edifici intelligenti. È possibile utilizzare anche reti pubbliche (ove disponibili) o un approccio ibrido.
Dipende dalla frequenza dei messaggi, dalle dimensioni del payload, dalle impostazioni della velocità di trasmissione dati e dalle regole regionali del ciclo di lavoro. LoRaWAN è ottimizzato per messaggi piccoli e poco frequenti, quindi i gateway possono in genere gestire grandi flotte se il traffico viene progettato in modo appropriato.
LoRaWAN include la crittografia end-to-end per i payload delle applicazioni e la protezione dell'integrità a livello di rete. Come per qualsiasi sistema IoT, la sicurezza complessiva dipende anche dalla gestione delle chiavi, dal provisioning dei dispositivi, dalla sicurezza del backend e dalle procedure operative.
È possibile, ma gli aggiornamenti over-the-air di grandi dimensioni sono limitati da basse velocità di trasmissione dati e limiti del ciclo di lavoro. LoRaWAN è ideale per la telemetria e i comandi di piccole dimensioni; gli aggiornamenti del firmware in genere richiedono un'attenta pianificazione, frammentazione e finestre di aggiornamento più lunghe (oppure un backhaul alternativo per i dati in blocco).
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