LoRaWAN

LoRaWAN es un protocolo de red de área amplia de baja potencia (LPWAN) que conecta de forma inalámbrica dispositivos alimentados por batería a Internet. LoRaWAN utiliza LoRa como capa física . LoRa puede considerarse como la tecnología de señal de radio (similar a Wi-Fi o la telefonía celular ), mientras que LoRaWAN es el protocolo y la arquitectura de red que gestiona la comunicación a través de esa señal. ^{[ 1 ]}

En conjunto, LoRa y LoRaWAN proporcionan una solución para conectar dispositivos de baja potencia a largas distancias, lo que las convierte en una tecnología clave para el Internet de las Cosas (IoT). Esta tecnología se utiliza principalmente en aplicaciones donde se necesita transmitir pequeñas cantidades de datos con poca frecuencia desde ubicaciones de difícil acceso, como en la agricultura inteligente, la monitorización industrial y el seguimiento de activos . ^{[ 2 ]} La tecnología fue desarrollada originalmente por la empresa francesa Cycleo, adquirida por Semtech en 2012, y el estándar LoRaWAN ahora es gestionado por la LoRa Alliance. ^{[ 3 ]}

Los dispositivos LoRaWAN tienen capacidades de geolocalización que se utilizan para trilaterar las posiciones de los dispositivos a través de marcas de tiempo de las pasarelas. ^{[ 4 ]}

La función de geolocalización de LoRa, combinada con las características de largo alcance y bajo consumo de energía de la tecnología, la hace adecuada para una amplia gama de aplicaciones de Internet de las Cosas (IoT) donde los activos están dispersos y la duración de la batería es crítica. ^{[ 5 ]}

Mientras que LoRa define la capa física inferior, LoRaWAN es la arquitectura del sistema para la red. LoRaWAN define el protocolo de comunicación para gestionar la comunicación entre dispositivos de nodo final de baja potencia y pasarelas .

La arquitectura de red LoRaWAN consta de tres componentes principales:

• Dispositivos finales: Se trata de pequeños sensores o rastreadores alimentados por batería que se distribuyen en el terreno. Cada dispositivo cuenta con un chip LoRa que le permite transmitir pequeños paquetes de datos a largas distancias mediante el protocolo de radio LoRa. Su capa MAC se configura desde el servidor de red.
• Gateways (Estaciones Base): Un gateway es una estación receptora conectada a internet. Escucha en múltiples canales las señales de todos los dispositivos LoRaWAN dentro de su alcance. Cuando un gateway recibe un paquete de datos de un dispositivo, lo reenvía al servidor de red central sin procesarlo. ^{[ 9 ]} Una característica clave de LoRaWAN es que un solo paquete de datos de un dispositivo puede ser captado por múltiples gateways simultáneamente, lo que aumenta la fiabilidad de la red. Cuando el servidor de red le ordena transmitir datos, deriva todas las configuraciones LoRa PHY por paquete. Por lo tanto, no requiere una capa MAC.
• Servidor de red: Este es el software central basado en la nube que administra toda la red. Recibe los datos de todas las pasarelas, elimina los mensajes duplicados y luego enruta los datos al servidor de aplicaciones correcto. También es responsable de administrar las frecuencias de comunicación, la velocidad de datos y la energía para todos los dispositivos finales. ^{[ 10 ] [ 11 ]}

Los dispositivos de la red son asíncronos y transmiten cuando tienen datos disponibles para enviar. Los datos transmitidos por un dispositivo de nodo final son recibidos por múltiples pasarelas, que luego reenvían los paquetes de datos al servidor de red centralizado. ^{[ 12 ]} Los datos se reenvían posteriormente a un servidor de aplicaciones asociado. ^{[ 13 ]}

• Enero de 2015: 1.0 ^{[ 18 ] [ 19 ]}
• Febrero de 2016: 1.0.1 ^{[ 20 ]}
• Julio de 2016: 1.0.2 ^{[ 21 ]}
• Octubre de 2017: 1.1, agrega la Clase B ^{[ 22 ]}
• Julio de 2018: 1.0.3 ^{[ 23 ]}
• Octubre de 2020: 1.0.4 ^{[ 24 ]}

La LoRa Alliance es una organización sin fines de lucro ubicada en Fremont, California, que apoya el estándar LoRaWAN y las implementaciones en ubicaciones remotas o de difícil acceso. Entre sus miembros se incluyen Actility, Amazon Web Services , Cisco , Everynet, Helium , Kerlink, MachineQ, Microsoft , MikroTik , Minol Zenner, Netze BW, Semtech, Senet, STMicroelectronics , TEKTELIC, Orbiwise SA y The Things Industries. ^{[ 25 ]} En 2018, la LoRa Alliance contaba con más de 100 operadores de redes LoRaWAN en más de 100 países; en 2023, hay casi 200, lo que proporciona cobertura en casi todos los países del mundo. ^{[ 26 ]} El 1 de octubre de 2024, Cisco anunció que "abandona el espacio LoRaWAN" sin una migración planificada para las pasarelas Cisco LoRaWAN. ^{[ 27 ]}

• CC430  : un SoC con microcontrolador y transceptor de RF sub-1 GHz.
• IoT de banda estrecha : Internet de las cosas de banda estrecha
• LTE Cat M1 – Tecnología de dispositivos celulares 
• MIoTy : tecnología LPWAN sub-GHz para redes de sensores
• SCHC : compresión estática de encabezados de contexto.
• Dispositivo de corto alcance – Clase de transmisor de radio 

• Olivier Bernard André Seller. «Método de comunicación inalámbrica». Patente estadounidense n.º 9.647.718. 9 de septiembre de 2015.
• Lee, Chang-Jae, Ki-Seon Ryu y Beum-Joon Kim. «Detección periódica de distancias en un sistema de acceso inalámbrico para una estación móvil en modo de suspensión». Patente estadounidense n.º 7.194.288. 20 de marzo de 2007.
• Ghoslya, Sakshama (2019-04-17). "Cómo generar símbolos LoRa" . Todo sobre LoRa y LoRaWAN .
• Quigley, Thomas J., y Ted Rabenko. «Reducción de la latencia en un sistema de comunicaciones». Patente estadounidense n.º 7.930.000. 19 de abril de 2011.
• Bankov, D.; Khorov, E.; Lyakhov, A. "Sobre los límites del acceso al canal LoRaWAN" . Conferencia Internacional de Ingeniería y Telecomunicaciones (EnT) de 2016 : 10-14.
• Seneviratne, Pradeeka. "Introducción a las redes de radio LoRa con Arduino: creación de redes inalámbricas IoT de largo alcance y bajo consumo." Apress, 2019, ISBN del libro electrónico 978-1-4842-4357-2ISBN de tapa blanda 978-1-4842-4356-5, Ed: 1

• Alianza LoRa
• Biblioteca de recursos LoRaWAN
• LoRa en Semtech
• Sitio web de Cycleo en Wayback Machine (archivado el 29/07/2011)