¿Qué es una red de área extensa de bajo consumo (LPWAN)?

Internet ha crecido a pasos agigantados en las dos últimas décadas. Ahora la conectividad no se limita a dispositivos como teléfonos inteligentes y ordenadores. El Internet de las cosas (IoT) crea ecosistemas y aplicaciones más vastos y complejos. Una parte importante es la red de área extensa de baja potencia o LPWAN, como veremos en este artículo.

¿Qué es una red de área extensa de bajo consumo (LPWAN)?

Denominada clase de redes de conectividad inalámbrica en 2013, la red de área extensa de baja potencia (LPWAN) abarca un puñado de tecnologías de red inalámbrica. Básicamente, estas tecnologías de conectividad inalámbrica tienen un rango de communicación, un consumo de energía y un coste estándar. Estas características las convierten en la opción ideal para aplicaciones industriales y de ciudades inteligentes.

Las principales características de las tecnologías LPWAN son:

• Alcance ampliado:

Las tecnologías LPWAN ofrecen una conectividad que oscila entre unos De 3KM a 50KM para zonas urbanas y rurales, respectivamente. Ese alcance entre dispositivos puede hacerla idónea para aplicaciones en interiores y exteriores, donde las tecnologías inalámbricas de corto alcance, como Bluetooth, Wi-Fi y Zigbee falta.

• Bajo consumo de energía:

La baja velocidad de transmisión de datos es la clave del bajo consumo de energía de LPWAN en aplicaciones de largo alcance. Muchas soluciones de monitorización de IoT no necesitan una velocidad de datos masiva y, por tanto, pueden funcionar con baterías baratas de bajo consumo para incluso 15 años.

• Ahorra costes:

La facilidad de implementación de la red ayuda a eliminar importantes complejidades de diseño de hardware con dispositivos de bajo coste. Además, la mayoría de las tecnologías LPWAN utilizan la topología en estrella, lo que elimina la arquitectura de red reductora. Las tecnologías LPWAN pueden utilizar bandas con o sin licencia para su caso de uso ideal.

¿Qué son las tecnologías LPWAN?

Las tecnologías LPWAN pueden dividirse a su vez en dos categorías principales en función de sus necesidades de licencia. En este caso, las conectividades celulares como NBIoT y LTE-CAT M1 funcionan en bandas con licencia. Al mismo tiempo, LoRaWan y SigFox operan en bandas de frecuencia sin licencia.

Estas tecnologías pueden servir además a necesidades de aplicación únicas con sus características como alcance, ancho de banda, velocidad de transmisión, consumo, espectro de frecuencias y cobertura por países. He aquí el desglose detallado de las tecnologías LPWAN más destacadas para comparar y comprender:

• LoRa:

LoRa funciona en un espectro de frecuencias sin licencia de 868/915MHz con un ancho de banda de 125KHz. Es especialmente útil para necesidades de baja potencia en las que se intercambian paquetes más pequeños con un número ilimitado de mensajes al día. Como tal, ofrece una velocidad de datos de 0,3 KBPS a 50 KBPS. Los dispositivos y pasarelas LoRaWAN pueden ser fácilmente accesibles y utilizarse en muchas aplicaciones de interior/exterior. LoRa consume la menor potencia de las tecnologías LPWAN.

• NB-IoT:

NBIoT es la pionera entre las Cuota de mercado de LPWANcon LoRa en segundo lugar. NBIoT utiliza la banda licenciada In band LTE, incluidas las bandas de 200 kHz no utilizadas anteriormente para GSM o CDMA. En comparación con LoRaWAN, ofrece un ancho de banda de 180KHz y una velocidad de datos similar de 50Kbps.

• LTE-M:

A continuación, la tecnología LPWAN de banda licenciada menos popular es LTE-M, que funciona en la misma banda In LTE. Sin embargo, ofrece un ancho de banda mucho mayor (1,08MHz) y una velocidad de datos de 1Mbps. Además, LTE-M también admite intercambio de voz además de datos, a diferencia de otras tecnologías aquí presentes.

• SigFox:

SigFox utiliza una tecnología propia que opera en 868/915 MHz a través de un único operador en todo el país. Lo que distingue a SigFox es la communicación en línea de vista de 1.000 km con una velocidad de datos de 100bps. Sin embargo, SigFox ofrece actualmente cobertura en 45 países y tiene la menor cuota de mercado de las cuatro.

¿Cuáles son las aplicaciones más populares de LPWAN?

Como su nombre indica, la LPWAN es la opción más adecuada para aplicaciones en las que se necesita un menor consumo de energía para cubrir una amplia zona. Estas son algunas de las aplicaciones industriales, de ciudades inteligentes y commerciales más destacadas de la LPWAN:

1. Instalaciones industriales inteligentes

El uso de LPWAN para aplicaciones industriales es un interés en auge. Puede utilizarse para supervisar instalaciones más amplias y controlar infraestructuras masivas. Con el uso de dispositivos de nodo y un conjunto de pasarelas, la LPWAN puede utilizarse para vigilar las operaciones y condiciones industriales.

Puede incluir la detección de incendios, la gestión de empleados, la supervisión del nivel de agua, la detección de fugas de gas y muchas más aplicaciones finales. Con un mantenimiento mínimo y una implantación sencilla, LPWAN puede ayudar a agilizar las operaciones de instalaciones industriales, cadenas de suministro, instalaciones de fabricación y fábricas.

2. Soluciones de medición:

La medición inteligente puede ayudar a las ciudades a evolucionar y gestionar sin problemas sus suministros de energía, agua y gas. El problema de la medición son los robos, las cuotas y la corrupción en el consumo de estos recursos. La medición inteligente basada en LPWAN puede ayudar a combatir estos problemas con un esfuerzo manual mínimo por parte de la administración.

3. Gestión y explotación de flotas:

La gestión de una flota de vehículos puede resultar pesada y dar lugar a una logística ineficaz o incluso accidental en lugares peligrosos. La gestión de flotas con LPWAN puede ser muy útil en zonas donde la mala gestión de los vehículos puede ser accidental, como las explotaciones mineras o los puertos. Una gestión racionalizada de la flota aumentará la eficiencia, ahorrará combustible y optimizará los plazos de entrega.

4. Infraestructuras de la ciudad de la calle:

Las soluciones LPWAN para ciudades inteligentes pueden ayudar a controlar el alumbrado público, solucionar los atascos de tráfico y vigilar el estado de vastas estructuras. Una red de sensores y pasarelas puede instalarse en varios módulos a lo largo de una vasta zona de la ciudad. Una cadena de redes de este tipo puede gestionar las ciudades inteligentes con orden y control. Como resultado, la LPWAN permitirá a los ciudadanos de las ciudades inteligentes vivir una vida saludable, cómoda y en crecimiento.

5. Control de la calidad del agua:

El control de la calidad del agua es una necesidad imperiosa ante la creciente contaminación del agua. Supervisar el nivel del agua en una zona más amplia a través de la red de suministro no es factible sin LPWAN. La LPWAN puede ayudar a hacer un seguimiento del suministro en cada zona e identificar contaminantes en un nodo concreto para salvaguardar el suministro.

Sin embargo, estas no son las únicas aplicaciones a las que se limita la LPWAN. Para gestionar y controlar regiones extensas, LPWAN puede utilizarse para más aplicaciones, como la recogida de basuras, la medición de la calidad del aire, la gestión de catástrofes y muchas más.

En resumen

LPWAN ha abierto un enorme abanico de aplicaciones IoT de largo alcance y bajo consumo. Estas aplicaciones de largo alcance racionalizarán amplias infraestructuras que conducirán a un mejor ecosistema de seguridad, conectividad y crecimiento. Para hacernos una idea, se prevé que habrá 24.000 millones dispositivos interconectados para 2050 con este ritmo de crecimiento de IoT.