Glosario de la tecnología LoRaWAN

Descifrando las palabras y las siglas

Es evidente que LoRaWAN es una tecnología novedosa que permite desplegar iniciativas IoT como nunca antes. Ahora bien, precisamente por ser reciente, LoRaWAN se encuentra en una fase donde solamente los técnicos muy avezados en telecomunicaciones se sienten cómodos con la nomenclatura utilizada en la mayoría de documentación disponible.

Así pues, este documento pretende ser un pequeño glosario que resuma brevemente los conceptos necesarios para sentirse seguro con esta tecnología.

• LPWAN: siglas de Low Power Wide Area Networks, Tecnologías de transmisión inalámbrica de bajo consumo y para zonas extensas. Las tres grandes LPWAN actualmente son LoRaWAN, Sigfox y NB-IoT.
• LoRa: capa física de la comunicación. Define las frecuencias y modulación para transmitir con este estándar.
• LoRaWAN: capa de aplicación que describe el control, arquitectura y protocolo que corre sobre una modulación LoRa.
• Nodo: dispositivo que es el origen o destinatario final de un mensaje en una red LoRaWAN, típicamente los nodos son sensores, intrumentación o actuadores.
• Gateway: dispositivo con la función de crear la cobertura de red y dar de alta a los nodos para que trabajen en ella. En una red pequeña también tiene la función de traducir el Payload de los mensajes LoRaWAN a un protocolo de sistemas (típicamente MQTT).
• Network Server: gestor de redes LoRaWAN, en arquitecturas con varios Gateways es un elemento independiente de la red. Sus funciones son de coordinación de los Gateways, eliminar los mensajes duplicados, la movilidad y localización de los nodos, gestionar la seguridad con la red y las aplicaciones, traducir los mensajes a un formato entendible por los demás sistemas o habilitar o deshabilitar dispositivos conjuntamente, entre otras funciones.
• Uplink: indica la dirección de un mensaje, concretamente un mensaje Uplink implica que es el nodo quien envía un mensaje hacia el Gateway.
• Downlink: indica la dirección de un mensaje, concretamente un mensaje Uplink implica que es el Gateway quien envía un mensaje hacia el nodo.
• Payload: propiamente el mensaje que se quiere transmitir sin tener en cuenta el resto de la trama que incorpora el protocolo LoRaWAN. Son los datos útiles que requiere la aplicación final del sistema (SCADA, BMS, GMAO, etc. )
• Canal: dentro de la banda 868 MHz, se subdividen diferentes rangos de frecuencia por donde diferentes nodos pueden transmitir simultáneamente. Cada uno de ellos es un canal.
• Data Rate: cantidad de datos que se transmiten por segundo. Depende principalmente del ancho de banda y del SF.

• SF: siglas de Spreading Factor. Cantidad de bits utilizados para transmitir un único símbolo. Equivalente al boundrate en comunicaciones serie, cuanto menor sea el SF, mayor inmunidad a interferencias, pero menor Data Rate.
• ToA: siglas de Time on Air. Tiempo que transcurre desde que una señal es enviada por un dispositivo hasta que llega al receptor. A mayor ToA, mayor saturación de la banda de frecuencia y mayor consumo energético.
• ADR: siglas de Adaptive Data Rate. Mecanismo utilizado en LoRaWAN para cambiar dinámicamente el SF con el fin de optimizar la energía consumida a la hora de transmitir, pero garantizando una buena inmunidad al ruido.
• Duty Cycle: proporción de tiempo (ratio o porcentaje) en el que un componente, dispositivo o antena está operando. En LoRaWAN se aplica comi el tiempo en el que un dispositivo está ocupando un canal concreto.
• ABP: siglas de Activation by Personalization. Configuración de acceso manual a una red LoRaWAN donde se requiere introducir en el Gateway los siguientes parámetros DevAddr, NwkSKey y AppSKey
• DevAddr: dirección del nodo dentro de la red
• NwkSKey: siglas de Network Session Key. Clave necesaria para el cifrado de los mensajes entre el nodo y el Gateway.
• AppSKey: siglas de Application Session Key. Clave necesaria para el cifrado entre el nodo y la aplicación. En resumen, es la que permite al Network Server (o al Gateway cuando asume parte de sus funciones) interpretar y traducir el Payload del mensaje.
• OTAA: siglas de Over-the-Air activation. Configuración de acceso dinámica a una red LoRaWAN, donde se necesita introducir en el Gateway los parámetros DevEui, AppEui, AppKey.
• DevEui: identificador único que viene de fábrica
• AppEui: identificador único de aplicación. Sirve para poder separar o clasificar los nodos según la aplicación que va a interactuar con ellos.
• AppKey: clave AES 128 secreta que comparten el nodo y la red.

Esperamos que este artículo te haya sido de interés y te sirva para conocer mejor la tecnología LoRaWAN. Si deseas conocer más sobre ella o sobre cómo montarte tu propia red en tu instalación, no dudes en ponerte en contacto con nosotros.