Quali sono le differenze tra LoRa e LoRaWAN?

Sommario
Quali sono le differenze tra LoRa e LoRaWAN?

Viviamo in tempi radicali, in cui la tecnologia IoT sta esplodendo! Ecco perché ci imbattiamo continuamente in termini di tendenza come LoRa e LoRaWAN. La maggior parte delle persone usa questi due termini in modo intercambiabile perché sembrano simili. Tuttavia, questo non è del tutto vero, poiché ci sono alcune differenze chiave che dobbiamo analizzare. In questa guida, analizzeremo le principali differenze tra LoRa e LoRaWAN. Esamineremo anche alcuni casi d'uso reali e i vantaggi straordinari che offrono. Alla fine, sarai un esperto nel distinguere queste tecnologie IoT wireless!

Con LoRaWAN ormai riconosciuto come standard internazionale ufficiale ITU dal 2021 e oltre 500 membri della LoRa Alliance in tutto il mondo, queste tecnologie hanno dimostrato la loro idoneità all'uso aziendale.

Capire LoRa e LoRaWAN

Prima di comprendere le principali differenze tra LoRa e LoRaWAN, dovremo acquisire una conoscenza approfondita delle definizioni e dell'architettura di funzionamento di LoRa e LoRaWAN.

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Cos'è LoRa

LoRa (Long Range) è una tecnologia di comunicazione wireless a lungo raggio che opera su frequenze radio per fornire connettività IoT. Sviluppata da Semtech, LoRa funge da livello fisico per la trasmissione di dati in modalità wireless su lunghe distanze. È possibile utilizzare un modem LoRa per convertire qualsiasi set di dati in questo segnale a radiofrequenza.

Fondamentalmente, LoRa modula i segnali utilizzando il Chirp Spread Spectrum (CSS), una tecnica di modulazione che rende il segnale resiliente a rumore e interferenze. Questo permette a LoRa di sfruttare efficacemente l'intera larghezza di banda del canale durante la trasmissione di dati da dispositivi IoT. Rispetto a Wi-Fi e Bluetooth, LoRa è rinomato per la sua portata di comunicazione superiore, la maggiore sensibilità del ricevitore e le ampie capacità di trasmissione dati.

LoRa funziona su bande di frequenza sub-GHz senza licenza, come 433 MHz e 915 MHz. Questo consente a un singolo gateway LoRa di connettere migliaia di dispositivi IoT distribuiti su diversi chilometri. Pertanto, LoRa è ideale per implementare applicazioni IoT robuste su aree estese.

Cos'è LoRaWAN

LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) è un protocollo di comunicazione che collega l'applicazione IoT al segnale LoRa. LoRaWAN è integrato nel livello di trasferimento dati del dispositivo IoT. Operando sul livello di collegamento dati, LoRaWAN offre il controllo sull'architettura di rete e sul protocollo di comunicazione. Pertanto, siamo in grado di determinare meglio la qualità del servizio, la durata residua della batteria dei nodi connessi, le capacità e la capacità della rete, nonché le possibili vulnerabilità di sicurezza e il tipo di applicazioni in uso.

È importante sottolineare che il protocollo LoRaWAN è definito e gestito dalla LoRa Alliance. LoRaWAN integra i segnali a radiofrequenza di LoRa. Pertanto, siamo in grado di creare soluzioni IoT economiche, bidirezionali, a basso consumo e a lungo raggio, implementabili in scenari che prevedono ampie distanze. LoRaWAN richiede meno gateway per la creazione di qualsiasi rete. Questo è uno dei motivi principali per cui LoRaWAN sta guadagnando popolarità per l'implementazione in applicazioni come le smart city, ecc.

LoRa e LoRaWAN nRETE aarchitettura

Le reti LoRaWAN utilizzano una topologia a stella con gateway che inoltrano i dati tra i nodi terminali (sensori) e un server di rete centrale. La connessione wireless tra nodi terminali e gateway utilizza il livello fisico LoRa per comunicazioni a lungo raggio e a basso consumo energetico. I gateway inoltrano quindi i messaggi dai nodi terminali al server di rete tramite reti IP.

Architettura di lavoro LoRa e LoRaWAN

  • Nodi finali: I nodi finali contengono sensore, un trasmettitore LoRa per comunicazioni wireless e, opzionalmente, un microcontrollore. Trasmettono direttamente ai gateway nel raggio d'azione utilizzando la modulazione LoRa.
  • Gateway: Gateway Fungono da ponte tra i nodi finali e il server di rete, convertendo i pacchetti RF LoRa in pacchetti IP. Sono alimentati e connessi al server di rete tramite IP.
  • Server di rete: Il server di rete riceve i dati dai gateway, gestisce la deduplicazione e il routing verso i server applicativi. Consente la comunicazione bidirezionale, sia in uplink dai nodi che in downlink dall'applicazione.
  • Server delle applicazioni: I server applicativi creano applicazioni per l'utente finale e si integrano con altri servizi cloud. Si interfacciano con il server di rete per comunicare con la rete LoRaWAN.

LoRa vs LoRaWAN: un'analisi comparativa

Ecco una tabella che riassume le principali differenze tra il livello fisico LoRa e il livello di rete LoRaWAN:

LoRa LoRaWAN
L'ultima versione N/D (strato fisico) Serie 1.0.4 e 1.1
Tipo di tecnologia Tecnica di modulazione dello strato fisico (CSS) Protocollo di comunicazione a livello di rete
Modulazione Spettro diffuso del cinguettio Si basa su LoRa PHY
Bande di frequenza 433 MHz, 868 MHz, 915 MHz 433 MHz, 868 MHz, 915 MHz
Sviluppatore Sviluppato da Semtech Gestito da LoRa Alliance
Consumo di energia Connettività wireless a basso consumo Basso consumo energetico ottimizzato per dispositivi IoT
Escursione Modulazione wireless a lungo raggio Sfruttando LoRa a lungo raggio
Data Rates Bassa velocità dati Bassa velocità dati
Comunicazioni bidirezionali Non Si
geolocalizzazione Non Sì (triangolazione senza GPS)
Aggiornamenti del firmware Non In onda (FOTA)
Applicazioni Modulazione del segnale robusta LPWAN per IoT/M2M

LoRa e LoRaWAN: la spina dorsale di LPWAN

Con la crescente diffusione dell'IoT, stiamo assistendo a un numero sempre maggiore di implementazioni LPWAN. Molti colossi tecnologici e aziende IoT si affidano ampiamente a LPWAN per diverse applicazioni. Di fatto, LoRa e LoRaWAN stanno diventando lo standard di fatto per le implementazioni IoT su larga scala e su aree estese. È interessante notare che LoRa e NB-IoT domineranno il mercato LPWAN con oltre% 85 delle connessioni in tutto il mondo nel 2028.

Connessioni LPWAN per tecnologia nel mondo 2019-2028

Questa comunità in crescita garantisce un ecosistema di innovazione che incoraggia tutti a passare a una soluzione più affidabile. Le ragioni di questa rapida crescita sono molteplici e ne analizzeremo alcune.

  • Riduzione dei costi: LoRa e LoRaWAN operano su larghezze di banda gratuite. Pertanto, sono più accessibili. Inoltre, i componenti di rete LoRaWAN, come gateway e dispositivi, sono più economici rispetto alle reti cellulari o Wi-Fi.
  • Distribuzione più semplice:Le reti LoRaWAN sono più facili da implementare rispetto alle reti cellulari tradizionali, poiché richiedono solo endpoint e gateway.
  • Connettività a lungo raggio:Un singolo gateway LoRa può connettere migliaia di endpoint su diversi chilometri.
  • Sicurezza: Trasmissione dati crittografata end-to-end.
  • Protocollo standardizzato: Essendo uno standard aperto, consente l'interoperabilità.
  • Capacità bidirezionali:La comunicazione bidirezionale di LoRaWAN consente messaggi di controllo del downlink.
  • Penetrazione profonda interna:I segnali LoRaWAN possono penetrare facilmente negli edifici a più piani.
  • Ecosistema in rapida crescita: La LoRa Alliance conta oltre 500 partner in tutto il mondo.

I vantaggi rivoluzionari di LoRa e LoRaWAN

LoRa e LoRaWAN offrono numerosi vantaggi innovativi. Tuttavia, qui ne esamineremo solo alcuni.

  • Le capacità a lungo raggio consentono di implementare soluzioni innovative come le applicazioni per le città intelligenti.
  • Richiedono poca energia e quindi garantiscono una maggiore durata della batteria dei dispositivi IoT connessi.
  • La loro bassa larghezza di banda li rende perfetti per le implementazioni IoT più pratiche, poiché richiedono meno trasmissioni di dati o il trasferimento dei dati non è costante.
  • Sono più facili da configurare rispetto ad altre tecnologie. Inoltre, sono anche più veloci da implementare.
  • Questi hanno due livelli di sicurezza. Uno è dedicato alla rete e l'altro all'applicazione. Entrambi sono dotati di crittografia AES, quindi avrete la garanzia di non avere alcuna vulnerabilità di sicurezza.
  • Permettono la trasmissione e la comunicazione bidirezionale completa.
  • Questi operano secondo uno standard aperto protetto dall'alleanza LoRa aperta.

U nel mondo realequesti casi di LoRaWAN e LoRa

Esistono numerose possibilità per utilizzare LoRa e Soluzioni LoRaWANTuttavia, gli attori chiave sono interessati solo a determinati settori e stanno studiando solo le opportunità più promettenti. Alcune di queste riguardano lo sviluppo di parcheggi intelligenti, la gestione intelligente del traffico e dei rifiuti, la telelettura, abitazioni ed edifici più sicuri, una migliore catena di approvvigionamento e logistica, un'agricoltura conveniente e produttiva, un'attività mineraria efficiente e la produzione automatizzata. In poche parole, LoRaWAN è ideale per molte applicazioni IoT industriali che interessano aziende private ed enti governativi. In questa sezione, analizzeremo brevemente alcuni dei casi d'uso più significativi e significativi.

Minol Zenner utilizza LoRaWAN nel settore immobiliare e dei servizi pubblici in Germania

Si tratta di una sottoapplicazione della misurazione intelligente e innovativa. Hanno sviluppato una soluzione basata su LoRaWAN che può semplificare la misurazione a distanza. Attualmente stanno lavorando per renderla conforme agli standard di legge. Sono in corso trattative per l'implementazione di questo sistema di misurazione intelligente. Ridurrà notevolmente i costi di misurazione e renderà il processo di misurazione automatico.

Il sistema intelligente di gestione dell'acqua di Apana

Prima dell'implementazione di questo sistema, non avevano modo di conoscere il loro attuale consumo idrico. Il sistema di gestione intelligente dell'acqua di Apana non solo rileva il consumo d'acqua e i livelli di acqua rimanente, ma rileva e monitora anche eventuali perdite. Pertanto, è in grado di prevenire perdite idriche significative e di conseguenza consente una notevole riduzione dei costi. Questo sistema è così efficiente perché si basa su LoRaWAN.

MOKOSmart localizzatore GPS per il monitoraggio della posizione in tempo reale

MOKOSmart è un nome ben noto nel mercato dei dispositivi LoRaWAN. Il nostro localizzatore GPS LoRaWAN fornisce un tracciamento GPS accurato e preciso di qualsiasi spedizione o pacco. Il tracciamento in tempo reale può essere semplice per i clienti anche senza alcuna esperienza con l'IoT. Il nostro localizzatore GPS è sviluppato utilizzando la tecnologia LoRa e trasmette ed elabora i dati tramite protocolli LoRaWAN. Si installa rapidamente e informa i clienti sulla posizione del loro pacco in qualsiasi momento. Pertanto, contribuisce a contrastare i furti di beni e a contrastare le interruzioni della catena di approvvigionamento.

ComplianceMate per il monitoraggio degli alimenti

Laird Connectivity e CM Systems sono aziende IoT indipendenti che lavorano allo sviluppo di soluzioni IoT uniche e sostenibili. Hanno sviluppato un prodotto chiamato ComplianceMate. Il suo scopo principale è monitorare il contenuto nutrizionale degli alimenti e avvisare le persone interessate se il prodotto non è sano. I rivenditori di generi alimentari possono integrare ComplianceMate nei loro frigoriferi, contenitori per alimenti o unità di conservazione. Può eliminare la contaminazione suggerendo le temperature ottimali per la conservazione degli alimenti e avvisando il rivenditore in caso di rischio.

KotahiNet collega le Isole Cook in Nuova Zelanda

KotahiNet ha sviluppato una rete basata su LoRaWAN che fornisce un'infrastruttura di rilevamento intelligente alle Isole Cook. Aziende private ed enti governativi sono in grado di analizzare e raccogliere dati ambientali. Pertanto, possono prendere decisioni più oculate in merito alle limitate risorse dell'isola e alle vaste attività commerciali. KotahiNet fornisce anche servizi e prodotti correlati, operativi sulla propria rete.

LoRa e LoRaWAN contro oaltro LPWAN tecnologie

LoRa e LoRaWAN sono tecnologie leader nel settore LPWAN per l'IoT. Come si confrontano con altre tecnologie LPWAN concorrenti?

LoRa/LoRaWAN contro NB-IoT

NarrowBand IoT (NB-IoT) è uno standard LPWAN sviluppato da 3GPP per la connettività IoT cellulare. NB-IoT sfrutta l'infrastruttura LTE esistente, ma opera su spettro concesso in licenza, quindi l'utilizzo di reti NB-IoT comporta dei costi. NB-IoT offre una buona penetrazione indoor e un funzionamento a basso consumo. Tuttavia, la flessibilità di implementazione della rete è inferiore rispetto a LoRaWAN.

LoRa/LoRaWAN contro Sigfox

Sigfox è una tecnologia LPWAN proprietaria che utilizza la modulazione a banda ultra stretta per consentire connettività a basso costo e basso consumo energetico. Essendo proprietaria, Sigfox offre meno flessibilità, ma può garantire costi molto bassi su larga scala. Sigfox presenta alcune limitazioni, come il basso numero di messaggi in uplink al giorno e l'assenza di funzionalità di downlink.

LoRa/LoRaWAN contro Zigbee

Zigbee si basa sul protocollo 802.15.4 e abilita reti mesh per l'IoT. Poiché Zigbee opera a 2.4 GHz, la portata è inferiore rispetto alle tecnologie sub-GHz come LoRa. Zigbee offre interoperabilità, ma può richiedere complesse configurazioni di rete e requisiti di sincronizzazione. Il consumo energetico è superiore a quello della tecnologia LPWAN.

Il ruolo di LoRa e LoRaWAN nel settore IoT

Molte rinomate aziende di telecomunicazioni si affidano a LoRa. Queste tecnologie sono ideali per le comunicazioni tra diversi sistemi di raccolta dati che coinvolgono dispositivi IoT. Tali comunicazioni comportano grandi trasmissioni di dati che avvengono frequentemente a intervalli prestabiliti. Queste tecnologie hanno molto di più da offrire rispetto a quelle della concorrenza, ed è per questo che stanno guadagnando popolarità.

La maggior parte delle altre tecnologie, come Sigfox, opera su larghezze di banda ultra-strette, motivo per cui sono molto più costose e inaccessibili. Pertanto, non è pratico implementarle per applicazioni IoT su larga scala e su aree estese. Inoltre, altre tecnologie sono molto più soggette a rumore e fluttuazioni di frequenza. Tuttavia, LoRa e LoRaWAN sono relativamente immuni a questi fenomeni.

La maggior parte dei principali attori del settore IoT è alla ricerca di prodotti e soluzioni per applicazioni IoT che richiedono grandi distanze, bassi consumi energetici e grandi trasferimenti di dati. Pertanto, sempre più prototipi basati su LoRa e LoRaWAN sono in fase di progettazione. Grazie alla sua continua espansione, soddisferà le nostre esigenze future e offrirà soluzioni LoRa e LoRaWAN più applicabili.

Iniziare con LoRa e LoRaWAN

MOKOSmart è un nome rinomato nel settore IoT. Vantiamo anni di esperienza nella progettazione e produzione di prodotti IoT. MOKOSmart dispone di un team di ricerca e sviluppo dedicato ed è specializzata in prodotti basati su LoRaWAN. Disponiamo di capacità di produzione di massa e possiamo assistervi in tutte le vostre esigenze relative a LoRa. La qualità superiore è il nostro segno distintivo e le consegne sono sempre puntuali. Non esitate a contattarci per ulteriori domande o per richiedere un preventivo per i prodotti LoRaWAN.

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Scritto da --
YK Huang
YK Huang
YK è un Product Manager esperto presso il reparto R&S di MOKOSMART, con oltre un decennio di esperienza nello sviluppo di dispositivi intelligenti. Possiede le certificazioni PMP e NPDP, che gli consentono di gestire team interfunzionali. Ha utilizzato insight basati sui dati per lanciare con successo oltre 40 prodotti connessi. Con un background in elettronica e ingegneria, YK è in grado di trasformare complesse proposte di valore tecnico in soluzioni IoT intuitive per applicazioni sia consumer che industriali.
YK Huang
YK Huang
YK è un Product Manager esperto presso il reparto R&S di MOKOSMART, con oltre un decennio di esperienza nello sviluppo di dispositivi intelligenti. Possiede le certificazioni PMP e NPDP, che gli consentono di gestire team interfunzionali. Ha utilizzato insight basati sui dati per lanciare con successo oltre 40 prodotti connessi. Con un background in elettronica e ingegneria, YK è in grado di trasformare complesse proposte di valore tecnico in soluzioni IoT intuitive per applicazioni sia consumer che industriali.
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