LoRa WAN

LoRa WAN

LoRa WAN (Long Range) define um protocolo de comunicação e uma arquitetura de rede sem fio de baixa potência para longas distâncias, bastante utilizada para conectar dispositivos para Internet das Coisas.

As redes LoRa utilizam modulação por espalhamento espectral por trinado (chirp spread spectrum modulation). O trinado remete ao canto dos pássaros (chirp). Na tecnologia LoRa usa uma faixa ampla linear de frequência modulada por pulsos curtos (chirp) que codificam a informação. A técnica chirp vem sendo utilizado por décadas em radares e aplicações militares e espaciais devido a seu longo alcance e robustez frente a interferências. Esta é uma grande vantagem das redes LoRa, as quais podem cobrir dezenas de quilômetros, suficiente para cobertura entre cidades.

Uma das motivações do desenvolvimento do LoRa foi cobrir a falta de alcance existente entre as comunicações sem fio tradicionais (wireless) e as redes de telefonia celular.

Arquitetura das redes LoRa

Emprega uma topologia em estrela, visando diminuir o consumo de energia, com dois tipos de dispositivos:

• Dispositivos Terminais atuam como transmissores/receptores em direção aos gateways.
• Gateways atuam como hub, podendo receber informações de múltiplos dispositivos terminais. Os gateways também encaminham a informação para a Internet a partir de um ponto de acesso (backhaul).

A comunicação LoRa utiliza o protocolo de comunicação ALOHA, permitindo que nós assíncronos envie informações quando tiverem dados prontos para enviar.

A LoRa oferece mecanismos de segurança para as informações e para a comunicação através de criptografia (AES) e chaves de autenticação.

Capacidade dos dispositivos LoRa

• Classe A: Comunicação bidirecional voltada a sensores alimentados por bateria. Cada transmissão pelo sensor (uplink transmission) é seguida por dois curtos reconhecimentos dentro da janela de tempo de transmissão.
• Classe B: Comunicação bidirecional voltada a atuadores alimentados por bateria. A transmissão para o atuador (downlink transmission) necessita de sincronização prévia, na qual o gateway deve enviar beacon de sincronização para verificar se o dispositivo está na escuta.
• Classe C: Suporta comunicação bidirecional para dispositivos que possuem fonte de energia para enviar ou receber dados continuamente.