LPWAN: qué son y para qué se utilizan

Las redes LPWAN (Low Power Wide Area Networks) son las tecnologías de comunicación inalámbrica que permiten transmitir datos entre un dispositivo y una estación base/Gateway separados por centenares de metros o quilómetros con un muy bajo consumo energético.

Por sus características, estas tecnologías están posibilitando el despliegue de las mayores iniciativas IoT actuales. Al ser diseñadas específicamente para este entorno, permiten instalar decenas o centenares de nodos distribuidos por una gran área, alimentados con baterías que duran años y sin necesidad de grandes infraestructuras o costosas tiradas de cable.

Las tecnologías de transmisión inalámbrica pivotan en tres ejes, consumo energético, alcance o distancia entre nodo y antena y, por último, capacidad de trasmisión o data rate. No existe actualmente una tecnología que cubra muy bien los tres ejes, si no que se sacrifica uno para potenciar a los demás. Piensa, por ejemplo, en el 4G, tiene muy buen alcance, muy buen data rate, pero consume mucha energía su transmisión – si queremos alargar la batería ponemos el móvil en modo avión -. Otro ejemplo es el Bluetooth, muy poco consumo energético, buen data rate, pero un alcance muy limitado. Las LPWAN son tecnologías que, para tener muy buen alcance y un consumo muy pequeño, sacrifican el número de datos que pueden transmitir. Es por ello que cuando hablamos de tecnologías LPWAN nunca podemos pensar en transmitir KBs o MBs en cada mensaje.

Actualmente, existen tres grandes tecnologías LPWAN:

1. Sigfox

Sigfox es una tecnología LPWAN de operador, es decir, existe una compañía llamada Sigfox que se ha encargado de desplegar una infraestructura de grandes antenas por toda España que dar cobertura a todo el territorio. Cualquier dispositivo puede, pagando una suscripción, utilizar esta red para la transmisión de sus datos siempre que se cumplan las normas de uso establecidas por Sigfox. Como operador, ofrece no solo la red y su mantenimiento, sino que también dejan disponibles en su backend (accesible vía API) los datos enviados por los nodos. En un sistema que utilice Sigfox, los datos siempre pasan por su infraestructura.

Cabe destacar que tienen el gran mérito de ser la primera gran tecnología LPWAN desplegada en España y la que, actualmente, en más proyectos se ha utilizado. Sus pros funcionales son la cobertura que ofrecen, lo fácil que es subscribirse y su total accesibilidad. Por el contrario, es una tecnología que puede enviar pocos mensajes al día (máximo de 1 cada 10 minutos de uplink y solo 4 diarios de downlink) y de pocos bytes cada uno.

2. LoRaWAN

LoRaWAN es un estándar desarrollado sobre la modulación radio LoRa con una alta implantación en Europa. Si bien es cierto que puede ser una red de operador ofrecida por varias compañías en un mismo territorio, aquí en España no hay aun operadores que ofrezcan cobertura en todo el territorio. Pero lo interesante de LoRaWAN es que, a diferencia de las demás LPWAN, permite el despliegue de redes propias autogestionadas. En una red autogestionada, los límites son los que marca la ETSI, que son mucho menos restrictivos que los límites que impone un operador privado. Este hecho abre un gran abanico de posibilidades para realizar iniciativas IoT de ámbito local para control de áreas pequeñas o medianas (un edificio, una fábrica, un puerto, una ciudad, etc.). Evidentemente requieren conocer un poco más técnicamente la tecnología y tener que gestionar la red, pero permite montar redes en cualquier lugar – las redes de operador difícilmente llegarán a todos los interiores de un edificio – y unos costes de mantenimiento menores.

3. NB-IoT

NB-IoT es una tecnología LPWAN de operador ofrecida por las mismas compañías de telecomunicaciones que ofrecen las redes de telefonía móvil, es decir, es la tecnología que las Telecom ofrecen al ecosistema IoT.

Además de ciertas diferencias técnicas, la principal diferencia funcional con Sigfox es que no están desplegadas ni accesibles grandes redes NB-IoT por todo el territorio. El estado actual de esta tecnología es que, si el proyecto es interesante en cuanto a volumen de equipos, la operadora en cuestión (Movistar, Vodafone, Orange, …) monta una red dedicada a ese proyecto. Ahora bien, si el proyecto es pequeño, no hay una red a la cuál suscribirse. Se espera que esto cambie en los próximos años.

Gráficas comparativas

Comentarios sobre las gráficas:

• Hemos comparado la posibilidad de utilizar LoRaWAN en una red propia autogestionada.
• La Accesibilidad hace referencia a la facilidad que tiene un usuario a poder utilizar esta tecnología
• La interoperabilidad hace referencia a la facilidad de integrar los equipos que utilizan esta tecnología de comunicación con el resto de sistemas de control del usuario

Como rápidamente se observa, para proyectos IoT donde se requiere un operador, se tiene que estudiar con detenimiento qué tecnología es la que más se ajusta a las necesidades y presupuesto que manejamos. Por el contrario, si lo que se quiere es montar una red privada para sensorizar o para controlar dispositivos en un almacén, en una fábrica, en un puerto, en un parking, etc. que comunique directamente con el sistema de control ya instalado, montarte tu red LoRaWAN es la mejor opción.

Si te interesa ver más posibilidades que ofrece LoRaWAN, te animamos a leer estas otras entradas sobre cómo esta tecnología te puede ayudar en la gestión de tu fábrica, tu almacén o tus instalaciones exteriores.  ¡No dudes en contactarnos si tienes más dudas o quieres saber más sobre LoRaWAN!