Recomendaciones para crear una red privada LoRaWAN

Estudios recientes muestran como la implementación de tecnologías IoT se está acelerando en las organizaciones. Esta tendencia se ha confirmado durante estos dos últimos años de crisis sanitaria. Las soluciones IoT han mostrado su gran potencial para mejorar diversos aspectos como: mantenimiento predictivo, medición de consumos, seguridad, calidad del aire, geolocalización, sistemas de gestión de edificios BMS (Building Management System), etc.

Dentro de estas soluciones IoT se encuentran las tecnologías de comunicaciones inalámbricas LPWAN. LoRaWAN es la única entre ellas que permite desplegar redes autogestionadas. Esto permite iniciativas de sensorización y control de cualquier tipo de instalación, ya sea industrial o de infraestructuras. Cuando se trata de implementar una red privada LoRaWAN, utilizar un gestor de red (Network Server) de código abierto puede parecer a priori una buena opción. Pero hay que tener en cuenta una serie de factores que influyen a la hora de obtener un funcionamiento satisfactorio.

No todas las redes privadas LoRaWAN son iguales

En este contexto, hay muchas organizaciones que están integrando soluciones IoT en sus operaciones. Sin embargo, llegados a este punto, no hay que precipitarse a la hora de tomar una decisión y decantarse por soluciones que pueden parecer más sencillas de implementar y con una inversión inicial menor. Este es el caso de las soluciones basadas en código abierto. Pueden parecer adecuadas bajo determinadas circunstancias, pero es necesario realizar una serie de consideraciones previas sobre el despliegue de una red privada LoRaWAN.

Antes de entrar en el detalle de estas consideraciones, veamos los diferentes elementos que componen una red LoRaWAN. Los sensores ubicados en campo recogen los datos y los envían a los gateways. Éstos, están conectados a una red centralizada que incluye el gestor de la red LoRaWAN (LoRaWAN Network Server, LNS) y el servicio de gestión de los sensores. Es el LNS quien realiza la integración con la aplicación externa que necesita los datos de campo.

¿Cuáles son los criterios a considerar?

Para que una red LoRaWAN sea operativa, cada uno de los elementos mencionados deben cumplir una serie de requerimientos que condicionan su correcto funcionamiento. A día de hoy, se considera clave que este tipo de redes sean flexibles, fiables, fáciles de utilizar e implementar, uniformes y seguras.

Compatibilidad con los gateways

Por flexibilidad de la red, se entiende la capacidad para adaptarse de la solución. En el caso de los gateways, significa que su elección debe ser independiente de la del LNS. El LNS debe ser compatible con la mayoría de fabricantes. Así, se evitan dependencias con un único fabricante y se amplia el abanico de soluciones ante nuevas necesidades, pero también ante condiciones cambiantes cómo plazos de entrega o precios.

Solución robusta para mejorar la fiabilidad

Desde un punto de vista de la fiabilidad, el objetivo principal es reducir al máximo la pérdida de datos. En la mayoría de los casos, esta pérdida de datos se produce cuando hay una pérdida de conexión de la red local (la red entre el gateway y la aplicación), independientemente de lo corta que sea. Para evitarlo, los gateways tienen que almacenar estos datos o pueden cambiar de red de manera automática. Por ejemplo, cuando la red local cae, la red inalámbrica puede tomar el control si los gateways disponen de tarjeta SIM.

Muchos proyectos con redes LoRaWAN privadas empiezan con pilotos donde el LNS está embebido en el propio gateway. Este tipo de solución priva a la red de una funcionalidad clave. Un LNS centralizado permite a los gateways trabajar conjuntamente para reducir la pérdida de paquetes a través de la redundancia: los sensores pueden comunicarse con cualquier gateway dado de alta en la red y que cubra la zona donde se encuentra el sensor. Con el LNS centralizado no hay que preocuparse de qué sensor está conectado a qué gateway, esto permite aumentar la fiabilidad de la red y simplificar su gestión.

Vida útil de las baterías

El ADR (Adaptative Data Rate) es un parámetro que básicamente se utiliza para optimizar la transmisión de datos con el objetivo de aumentar la vida útil de las baterías. Es una respuesta dinámica a los parámetros variables de una conexión sensible al entorno. Esta optimización puede llegar a valores del 20 al 30%.

Simplificar la gestión

El siguiente punto a considerar es la facilidad de utilización y de despliegue de la red LoRaWAN. Esto incluye varios puntos como la actualización en remoto y automática de sensores y gateways, para disponer siempre de la última versión del protocolo. Pero también la monitorización activa del correcto funcionamiento de cada uno de los elementos que componen la red.

Simplificar también significa tener la capacidad de analizar la cobertura de la red (Network Survey) o de analizar en detalle los “frames” en caso de producirse algún problema de comunicación.

La facilidad de operación va también ligada a la uniformidad de funcionalidades de manera que el despliegue es independiente de los elementos que conforman la red. Así, otro factor a tener en cuenta es la integración entre el despliegue físico de los equipos y la conexión con los principales servicios de datos en la nube del mercado, cómo Azure, AWS, Watson, etc. Esta integración debe permitir la decodificación de los datos (Payloads) de sensores de todo tipo de fabricantes que en la mayoría de los casos están encriptados con formatos propios.

A menudo, un piloto que parece cumplir con los requerimientos del proyecto fracasa cuando se despliega a mayor escala. Existen toda una serie de desafíos desde el desarrollo de un piloto hasta el despliegue de una solución industrial completamente funcional. El gran número de sensores y un entorno complejo para comunicaciones inalámbricas requieren de un cuidado extremo a la hora de diseñar la red necesaria para cumplir los requerimientos de disponibilidad y fiabilidad.

¿Quieres desplegar una red propia LoRaWAN en tu instalación industrial o infraestructura? Ponte en contacto con nosotros y te ayudaremos a definir la solución más adecuada para tus necesidades.