LPWAN vs LoRaWAN: tecnologie IoT e loro connessione

Il crescente utilizzo dell'IoT nel mondo moderno ha portato sotto i riflettori le esigenze di comunicazione co1TP14 a lungo raggio. La communicazione a lungo raggio può servire una quota colossale di applicazioni IoT per le industrie e le città intelligenti. Per questo motivo, LPWAN e LoRaWAN sono le due parole d'ordine del mercato. Questo articolo illustra il significato, la differenza e la relazione tra i due termini.

Che cos'è una rete geografica a bassa potenza (LPWAN)?

Low-Power Wide Area Network (LPWAN) è una classificazione di rete per le tecnologie wireless a bassa potenza che possono coprire un raggio d'azione esteso. Le tecnologie LPWAN trasmettono generalmente una quantità minore di dati, in quanto sono utilizzate principalmente per connettersi con sensori e dispositivi remoti.

Esistono diverse tecnologie LPWAN attualmente utilizzate sul mercato. La velocità di trasmissione dei dati, la frequenza, la banda concessa in licenza, il consumo di energia e la gamma di communicazione li rendono ideali per diverse applicazioni. Le LPWAN sono in grado di trasmettere più lontano a bassa potenza con l'aiuto di una larghezza di banda significativamente ridotta.

Dall'altro lato di questi vantaggi, la LPWAN manca di diversi aspetti, come il trasferimento frequente di dati, l'alta velocità di trasferimento dei dati e le applicazioni a bassa latenza. Pertanto, non sostituisce le tradizionali tecnologie ad alto contenuto di dati a corto/medio raggio, ma può integrare le applicazioni IoT a lungo raggio.

Ecco alcune tecnologie LPWAN utilizzate in modo preponderante:

1. LoRaWAN

LoRaWAN è una tecnologia LPWAN non cellulare a spettro diffuso che trasmette un segnale stretto su una frequenza ampia. Ciò rende LoRaWAN adatta ad applicazioni all'aperto in presenza di altre interferenze.

2. NB-IoT

NB-IoT è la principale LPWAN cellulare che offre un'elevata larghezza di banda e velocità di trasmissione dati con una qualità del servizio garantita. NB-IoT opera in una banda di frequenza con licenza ed è utilizzato principalmente per dispositivi stazionari disposti su un'area lunga.

3. Sigfox

Sigfox è una rete pubblica proprietaria con un raggio di copertura esteso. Tuttavia, offre le velocità di trasmissione dati più basse, con tempi di trasmissione più elevati. Può inviare solo diversi messaggi al giorno e all'ora.

4. LTE-M

LTE-M è un'altra LPWAN cellulare basata sugli standard 3GPP. LTE-M utilizza l'infrastruttura di rete LTE esistente per consentire una connettività altamente efficiente e una copertura estesa in ambienti interni e sotterranei.

Che cos'è LoRaWAN?

LoRaWAN è l'acronimo di Long-Range Wide Area Network. LoRaWAN è un protocollo di communicazione, mentre il livello fisico è chiamato LoRa. Utilizza bande di frequenza prive di licenza e può servire fino a 10 km nelle zone rurali di una città. Tra le tecnologie LPWAN, LoRaWAN è la prima per le applicazioni IoT in banda libera.

Definito da LoRa Alliance, il protocollo LoRaWAN standardizza la communicazione e l'architettura del sistema in una rete. LoRaWAN garantisce una communicazione affidabile a lungo raggio e misure di sicurezza aggiuntive. Inoltre, LoRa Alliance ha una community di 500 aziende che eccellono nello sviluppo dell'IoT, garantendo innovazione e sviluppo.

LoRaWAN è in testa alla classifica delle tecnologie LPWAN non cellulari. La facilità della topologia di rete, il lungo raggio, la bassa potenza e l'hardware poco costoso rendono LoRaWAN una scelta preferenziale per le esigenze delle smart city e dell'industria.

LPWAN vs. LoRaWAN: qual è la differenza?

Entrambi i termini sono abbastanza simili e trasmettono lo stesso concetto. Pertanto, è abbastanza facile che vengano utilizzati dal pubblico generale e dai consumatori. Tuttavia, come descritto sopra, LPWAN e LoRaWAN sono molto diversi. Per saperne di più, vedere qui:

• La differenza fondamentale tra i due è che LPWAN è una classificazione di tecnologie a lungo raggio e a bassa potenza. LPWAN non è un protocollo di comunicazione wireless come LoRaWAN.
• Portata della communicazione: La LPWAN è costituita da diverse tecnologie che offrono una portata di communicazione da 5 km a 80 km LOS. LoRaWAN, una delle tecnologie LPWAN, offre una portata di 30 km senza ostacoli.
• Si stima che le dimensioni del mercato LPWAN supereranno i $80 miliardi entro il 2027, mentre LoRaWAN contribuirà per la maggior parte. Di conseguenza, ci sarà una rapida crescita sia per LoRaWAN che per LPWAN.
• La prossima area chiave è l'operatore di rete per LPWAN e LoRaWAn. LPWAN può essere implementato con una serie di reti, tra cui LoRa, Sigfox, LTE-M e NB-IoT, mentre LoRa può essere applicato come una o più reti autonome in un paese.
• La lunghezza del payload di LPWAN è generalmente inferiore a 12 byte; tuttavia, LoRaWAN può offrire un payload di oltre 100 byte.

La parte importante da notare è che LoRaWAN è una delle tecnologie LPWAN, e quindi LoRaWAN contribuisce a molte delle caratteristiche di LPWAN tralasciando le specifiche di altre tecnologie.

Quali sono i vantaggi di LoRaWAN?

È importante capire come LoRaWAN si pone rispetto alle altre LPWAN. Ecco alcuni dei principali vantaggi di LoRaWAN:

• Non sono previsti costi di licenza, il che semplifica le nuove implementazioni.
• Rispetto ad altre LPWAN, LoRaWAN offre un payload migliore, con una dimensione di 100 byte. Sigfox ha un carico utile di 12 byte.
• Il basso consumo energetico consente alle batterie dei nodi di durare da 2 a 5 anni.
• Tecnologia aperta con una buona communità e standard di implementazione rispetto alle bande proprietarie Sigfox o con licenza.
• Copre una vasta gamma di chilometri su diversi territori.
• Un singolo gateway LoRa può connettersi con migliaia di nodi con LoRaWAN, e il gateway invia i dati a Internet.
• Attraverso LoRaWAN, la rete può inviare tutti i messaggi giornalieri che desidera, contro il limite di 140 messaggi al giorno di Sigfox.
• La larghezza di banda, la velocità di trasmissione dei dati, il consumo energetico, la manutenzione e i costi di connettività ridotti rendono LoRaWAN ideale per le applicazioni su larga scala,
• Avere le principali aziende tecnologiche come membri della LoRa Alliance permette alle migliori innovazioni tecnologiche di crescere e di essere le migliori.

Diversi svantaggi di LoRaWAN

Ecco alcune delle limitazioni di LoRaWAN che possono rappresentare un ostacolo per una soluzione IoT rispetto ad altre soluzioni LPWAN:

• Non è adatto a casi d'uso in tempo reale in cui è necessaria una latenza inferiore. Per questo non è adatto ad alcune applicazioni di monitoraggio dal vivo.
• La crescita di LPWAN e LoRaWAN può portare a un vasto numero di infrastrutture private in aree private.
• La frequenza aperta di LoRaWAN la rende suscettibile alle interferenze di altre fonti su frequenze simili e riduce la velocità di trasmissione dei dati. D'altra parte, NB-IoT e LTE-M utilizzano frequenze autorizzate per mitigare questo problema.
• I dispositivi LoRaWAN sono codificati in modo rigido per connettersi a una rete e tali chiavi codificate rendono LoRaWAN un po' meno sicuro ma accessibile.

Sintesi

LoRaWAN risponde molto bene agli scopi e agli obiettivi di LPWAN. Tutte le sue caratteristiche rendono LoRaWAN una soluzione adatta alle applicazioni industriali e alle città intelligenti. La disponibilità di soluzioni hardware, software e cloud collaudate rende facile affidarsi a LoRaWAN rispetto ad altre tecnologie LPWAN. Si può affermare con certezza che la crescita di LoRaWAN guiderà direttamente la popolarità di LPWAN nei prossimi anni.