Comunicaciones IoT
Las comunicaciones basadas en la tecnología LoRa (Long Range) y su protocolo LoRaWan han alcanzado su máximo nivel de importancia en el mundo de las soluciones IoT entre otros factores por la posibilidad de utilización como servicios abiertos, colaborativos y sistemas de envío de mensajes IoT “gratuitos”.
El Aula de Transformación Digital FiWare de la Universidad de Córdoba y en una de sus diferentes facetas, apuesta por este sistema de comunicación como modelo de negocio y sistema eficaz para la resolución de proyectos inteligentes aplicables a diferentes ámbitos: Ciudad, Industria 4.0, Agricultura, Ganadería, Salud, etc.
En este sentido y aplicando dicha tecnología, esta Aula colabora activamente con diferentes proyectos en el ámbito de la investigación y docencia de la Universidad de Córdoba haciendo extensivo su asesoramiento y conocimiento a cualquier otra administración que desarrolle despliegues y/o soluciones inteligentes de este tipo.
LoRA/LoRaWAN se basa en una red de gateways abiertos desplegados bajo el concepto de colaboración. Cada gateway tiene un rango de alcance importante, cubriendo en zonas abiertas cientos de kilómetros cómo records y en zonas urbanas de kilómetros, dependiendo su nivel de penetración de la propia topología de la ciudad; Por tanto, cuanta mayor participación en esta red, más cobertura. En algunos países la cobertura ya ha sido implementada por las empresas de telefonía, por lo que el usuario tiene que pagar por su uso, sin embargo en España, por el momento, predomina más la participación desinteresada de particulares, empresas y/o administraciones que instalan dichos nodos para ampliar la cobertura.
El primer gateway exterior fué instalado en Febrero de 2018 por parte de los componentes que ahora forman el Aula de Transformación Digital FiWare de la Universidad de Córdoba, continuando la expansión -ahora si, ya como aula- con un segundo gateway exterior en Mayo de 2019 y el último en Diciembre de 2021. Además, a través de la formación en la que hemos participado en el curso “Datos, imágenes y computación en la nube para la toma de decisiones en la agricultura”, realizamos el despliegue, con la participación de los alumnos, de 25 gateways de interior para el desarrollo de laboratorios de evaluación repartidos por todo el territorio nacional, algunos de ellos ampliando la cobertura en nuestra ciudad.
Fruto de este conocimiento y la participación de nuestros gateways para la ampliación de la cobertura LoRa en nuestra ciudad, el Aula de Transformación Digital FiWare de la Universidad de Córdoba, ha formado-iniciado una Comunidad autorizada por The Things Networks en nuestra zona, “Córdoba-es” siendo ya una de las de mayor participación a nivel nacional, tanto de colaboradores como de despliegue de gateways y con el objetivo de aunar en un único punto de encuentro, conocimiento y participación en actividades de difusión y aplicación de soluciones con esta tecnología.
Desde aquí, te invitamos también a que te unas a nuestra Comunidad “Córdoba-es” en TTN, The Things Network o también a través de la Web del Aula de Transformación Digital FiWare de la Universidad de Córdoba en https://www.uco.es/atdfiware
Narrowband Internet of Things (NB-IoT) is a Low Power Wide Area Network (LPWAN) radio technology standard developed by 3GPP to enable a wide range of cellular devices and services. The specification was frozen in 3GPP Release 13 (LTE Advanced Pro), in June 2016. Other 3GPP IoT technologies include eMTC (enhanced Machine-Type Communication) and EC-GSM-IoT.
NB-IoT focuses specifically on indoor coverage, low cost, long battery life, and high connection density. NB-IoT uses a subset of the LTE standard, but limits the bandwidth to a single narrow-band of 200kHz. It uses OFDM modulation for downlink communication and SC-FDMA for uplink communications.
In March 2019, the Global Mobile Suppliers Association announced that over 100 operators have deployed/launched either NB-IoT or LTE-M networks.
LoRaWAN™ es una especificación1 para redes de baja potencia y área amplia, LPWAN (en inglés, Low Power Wide Area Network)2, diseñada específicamente para dispositivos de bajo consumo de alimentación, que operan en redes de alcance local, regional, nacionales o globales.
El estándar de red LoRaWAN apunta a requerimientos característicos de Internet de las Cosas, tales como conexiones bidireccionales seguras, bajo consumo de energía, largo alcance de comunicación, bajas velocidades de datos, baja frecuencia de transmisión, movilidad y servicios de localización3. Permite la interconexión entre objetos inteligentes sin la necesidad de instalaciones locales complejas, y además otorga amplia libertad de uso al usuario final, al desarrollador y a las empresas que quieran instalar su propia red para Internet de las Cosas.
La arquitectura de red típica, es una red de Redes en Estrella, de forma que la primera estrella está formada por los dispositivos finales y las puertas de enlace, y la segunda estrella está formada por las puertas de enlace y un servidor de red central. En este caso las puertas de enlaces son un puente transparente entre los dispositivos finales y el servidor de red central.
Uno o más dispositivos finales se conectan a una o más puertas de enlace, mediante una conexión inalámbrica de un solo salto, usando tecnología RF LoRa™ o FSK, formando así una red en estrella. Una o más puertas de enlace se conectan al servidor de red central por medio de conexiones IP estándar, formando así una red en estrella.
Las comunicaciones entre los dispositivos y el servidor de red, son generalmente unidireccionales o bidireccionales, pero el estándar también soporta multidifusión, permitiendo la actualización de software en forma inalámbrica, u otras formas de distribución de mensajes en masa.
La comunicación entre dispositivos finales y las puertas de enlace se hacen en diferentes canales de frecuencias y a distintas velocidades de datos. La selección de la velocidad de datos es un compromiso entre la distancia de alcance, y la duración y consumo de energía del mensaje.
Debido a la tecnología de espectro ensanchado (o SS, spread spectrum en inglés), las comunicaciones a distintas velocidades de datos no interfieren con otras comunicaciones a distinta velocidad, creando así un juego virtual de canales que incrementan la capacidad de la puerta de enlace.
Las velocidades de datos se encuentran en el rango de 0.3 kbps a 50 kbps. Para maximizar en forma conjunta la duración de la batería de los dispositivos finales y la capacidad de la red, el servidor central LoRaWAN maneja la velocidad de datos para cada dispositivo en forma individual, por medio de un esquema adaptativo de velocidad de datos (o ADR, adaptive data rate en inglés).
Sigfox is a French global network operator founded in 2009 that builds wireless networks to connect low-power objects such as electricity meters and smartwatches, which need to be continuously on and emitting small amounts of data.
Sigfox is based in Labège near Toulouse, France, and has over 375 employees. The firm also has offices in Madrid, San Francisco, Sydney and Paris.
Sigfox employs the differential binary phase-shift keying (DBPSK) and the Gaussian frequency shift keying (GFSK) that enables communication using the Industrial, Scientific and Medical ISM radio band which uses 868MHz in Europe and 902MHz in the US. It utilizes a wide-reaching signal that passes freely through solid objects, called "Ultra Narrowband" and requires little energy, being termed "Low-power Wide-area network (LPWAN)". The network is based on one-hop star topology and requires a mobile operator to carry the generated traffic.[4] The signal can also be used to easily cover large areas and to reach underground objects.[5] As of October 2018, the Sigfox IoT network has covered a total of 4.2 million square kilometres in a total of 50 countries and is on track to reach 60 countries by the end of 2018.
Sigfox has partnered with a number of firms in the LPWAN industry such as Texas Instruments, Silicon Labs and ON Semiconductor. The ISM radio bands support limited bidirectional communication. The existing standard for Sigfox communications supports up to 140 uplink messages a day, each of which can carry a payload of 12 octets at a data rate of up to 100 bytes per second.
Fuente: https://en.wikipedia.org/wiki/Sigfox