EO 520

LoRaWAN di Semtech , fa parte della famiglia della LoRa Alliance, un’associazione di fornitori industriali aperta e senza scopo di lucro il cui scopo è proporre soluzioni di connettività IoT. LoRa è un protocollo proprietario del livello fisico e Lo- RaWAN è stata sviluppata per definire i protocolli dei livelli superiori. Funziona principalmente come proto- collo di livello di rete per la gestione delle comunicazio- ni tra gateway LPWAN e dispositivi del nodo finale come protocollo di routing, gestito dalla LoRa Alliance. Utiliz- za bande di frequenza inferiori a 1 GHz proprietarie con tecnica di modulazione basata sulla modulazione Chirp Spread Spectrum (CSS). Copre mediamente una distanza di 10 km, e fino a circa 20 kmnelle zone rurali. La velocità dati è al massimo di poco inferiore a 40 di kbps. L’uso di diversi canali e codici ortogonali consente a LoRa di stabilire una connessione tra più nodi. Lo- RaWAN fornisce un sistema di comunicazione affida- bile durante il traffico dati moderato, sebbene incontri problemi come la gestione del ciclo di lavoro, il salto di frequenza e i meccanismi di accesso al canale quando il traffico supera i limiti massimi. Le architetture attuali non consentono ancora una connettività flessibile in molte applicazioni IoT a causa dell’elevata domanda di servizi, dello scambio di dati, delle tecnologie emergenti e delle sfide legate alla sicurezza. Ottenere una connettività IoT onnipresente per servire sia aree remote urbane che le zone scarsamente servite come le co- munità rurali, è possibile im- plementando in un’unica archi- tettura l’architettura della rete mobile 5G con l’architettura del- la rete LPWAN e l’architettura dell’IoT. COMM WIRELESS NETWORKS LoRaWAN è una rete geografica a basso consumo basata sul pro- tocollo LoRa sono architetture da quattro fino a sette livelli. Con- siderando le attuali applicazioni intelligenti avanzate grazie alle tecnologie emergenti e al supporto di rete 5G, per molte applicazioni IoT è preferibile un’architettura IoT a sette livelli. Architettura LPWAN La tecnologia di rete LPWAN (Low Power Wide Area Network) è stata sviluppata per consentire comuni- cazioni a lungo raggio, bassa velocità di trasmissio- ne dati e basso consumo energetico. Pertanto, i di- spositivi LPWAN sono considerati dispositivi a bassa complessità per comunicazioni a lunga distanza per applicazioni che non richiedono una grande velocità di trasmissione dati. LPWAN funziona nelle bande di frequenza senza licenza e nelle bande di frequenza per cellulari autorizzate. Il caso d’uso della tecnolo- gia LPWAN non è molto comune anche se sta gradual- mente aumentando e coinvolge numerose tecnologie diverse a causa delle differenze di produttori e ven- ditori. La topologia di rete di base per la distribuzione LPWAN è la topologia a stella. Altre topologie come la topologia ad albero vengono utilizzate con un numero maggiore di nodi per aumentare la portata. Per aumentare ulte- riormente la portata e con più nodi, viene utilizzata una topologia mesh. Tuttavia, la topologia mesh presenta una maggiore complessità e un consumo energetico con una latenza minima. In figura 2 viene riportato come esempio lo schema semplificato di un’architettura di rete LPWAN. Tra i vari attori del mercato LPWAN, di seguito daremo una descrizione della rete LoRaWAN. LoRaWAN è una rete geografica a basso consumo co- struita sul protocollo LoRa prevista per dispositivi alimentati a batteria a basso costo e a basso consumo energetico per una copertura più ampia e una connetti- vità onnipresente. Fig. 2 – Architettura di una rete LPWAN (https://ambimat.com/what-is-lpwan-and-types-of- lpwan-network/) ELETTRONICA OGGI 520 - SETTEMBRE 2024 36