Nodos en LoRa y LoRaWAN

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Dispositivos finales o Nodos en LoRa y LoRaWAN

El dispositivo final o los nodos en LoRa y LoRaWAN es un sensor o un actuador. Es el que está en contacto directo con el objeto del que se desea obtener información. En él debe ocurrir la captura de información, transmisión de ésta y recepción de paquetes provenientes del servidor.

La capa de aplicación del dispositivo final está conectada a un servidor de aplicaciones específico en la nube. Todos los payload de la capa de aplicación de este dispositivo final se enrutan a su servidor de aplicaciones correspondiente.

En base a la demanda energética y la latencia de comunicación de servidor-a-nodo (enlace descendente), se distinguen 3 clases de dispositivos finales.

Existen diversas aplicaciones para el IoT, por lo que cada nodo debe cumplir con requisitos basados en las necesidades de la aplicación.

Para optimizar la variedad de perfiles de aplicaciones finales, LoRaWAN utiliza tres clases de dispositivos. Estas clases se diferencian entre sí por cómo manejan la latencia de la comunicación enlace descendente versus el tiempo de vida de la batería.

En una aplicación que se requiera de un actuador, la latencia de comunicación enlace descendente es un factor importante.

Clases de nodos en LoRa y LoRaWAN

Las tres clases son:

  • Dispositivo final Bidireccional (Clase A):

Permite una comunicación bidireccional. Esto se logra ya que después de cada transmisión enlace ascendente se habilitan dos ventanas cortas para recepción enlace descendente. La ranura de transmisión es programada por el dispositivo final en base a sus necesidades de comunicación con una ligera variación basada en un protocolo de tiempo aleatorio tipo ALOHA. Ésta es la clase con la menor necesidad de potencia para aplicaciones que requieran una comunicación corta con el servidor después de cada transmisión.

  • Dispositivo final bidireccional con ventanas de recepción programadas (Clase B):

Esta clase no sólo utiliza una ventana de recepción aleatoria como la clase A, sino que añade al dispositivo una ventana extra programada en ciertos tiempos. Para poder abrir esta ventana de recepción, el dispositivo final debe recibir un Beacon sincronizado de la puerta de enlace, de esta manera el servidor puede saber cuándo el dispositivo está escuchando.

  • Dispositivo final bidireccional con ranuras de recepción máximas (Clase C):

Esta clase tiene casi continuamente una ventana abierta de recepción, que solamente es cerrada durante la transmisión. Los dispositivos de clase C tienen un mayor consumo de potencia en comparación a las otras clases, pero ofrecen la menor latencia para la comunicación servidor-dispositivo final.

Existen tres clases de dispositivos en LoRaWAN: Clase A, Clase B y Clase C. La primera es la que permite un mayor tiempo de vida de batería y la última permite una comunicación continua de enlace descendente.


Referencias
  • LoRa Alliance, Inc. (2017), “LoRaWAN Backend Interfaces 1.0 Specification.” Disponible en: https://lora-alliance.org/sites/default/files/2018-04/lorawantm-backend-interfaces-v1.0.pdf
  • LoRa Alliance, Inc. (2017), “LoRaWAN 1.1 Specification,” [Online]. Disponible en: https://lora-alliance.org/sites/default/files/2018-04/lorawantm_specification_-v1.1.pdf