Que es LPWAN y porque es importante

Imaginémonos una situación particular en la que se necesita decir algo a un amigo, y es de carácter urgente, pero ambos están en una reunión llena de gente y se han separado.
De repente, lo ve a través de la salón y se encuentra al otro lado de donde usted esta.
La música esta a bastante volumen y la gente impide llegar fácilmente a él, no llevamos el celular. ¿Qué se puede hacer?. Con este símil busco tratar de mostrar que es LPWAN y porque es importante en esquemas como el Internet de las Cosas

Que es LPWAN

Como comunicarse con su amigo?

Para tratar de comunicarse con su amigo a través del salón, tal vez intente gritar tan fuerte como pueda. Pero hay varias opciones, miremos:

Opción # 1 – Gritando

Gritar significa que está poniendo más energía en el mensaje. Del mismo modo con las máquinas, el aumento de la energía de una señal significa que se puede escuchar a más distancias. Ejemplos de conectividad: Celular y Satélite.
¿Pero qué pasa si sus pulmones no son lo suficientemente fuertes como para gritar en voz alta? En lugar de gritar, tal vez intente caminar por el salón, disminuyendo la distancia.

Opción # 2: acercándose

Caminar hacia el amigo significa que no se va que gastar tanta energía para hablar, pero ahora tiene un rango más corto. Para las máquinas, la disminución del consumo de energía significa que los mensajes han disminuido el alcance. Ejemplos de conectividad: Bluetooth y WiFi.
¿Hay otra opción? ¿Es posible comunicarse con su amigo sin aumentar la energía y sin disminuir el alcance?

Las Redes de área amplia de baja potencia

Como su nombre lo indica, las LPWANs  permiten un bajo consumo de energía en un area de cobertura amplia, también conocida como larga distancia.
Con su amigo, quizás todo lo que usted quiere es comunicar  que la fiesta ha terminado y que se quiere ir. En lugar de gritar o acercarse, puede simplemente señalar la salida.

Opción # 3 – Enviar menos datos

Debido a su sencillez, este mensaje se puede comunicar a lo largo de la distancia sin gritar. Para las máquinas, la disminución de la cantidad de datos enviados (el ancho de banda) significa menor rango de consumo de energía. Esto es lo que hacen las LPWANs, envían y reciben pequeños paquetes de información a intervalos poco frecuentes.

Sensores y dispositivos pueden enviar datos a través de un rango de kilómetros en lugar de metros y pueden durar años con una batería AA en lugar de semanas o meses.

Las LPWANs tienen sus desventajas. Cuando usted señalo  la salida, su amigo pudo no haber mirado; El mensaje se transmite pero no se recibe. Del mismo modo, las LPWANs no son muy confiables y los mensajes a veces tienen que ser enviados varias veces para asegurarse de que se ha recibido. En la analogía, sería como señalar a la salida un montón de veces antes de salir porque no está seguro si su amigo lo vio.
A pesar de la baja fiabilidad y la alta latencia asociada con las LPWANs, estas representan un papel esencial en IoT.

Habilitar la Internet de las Cosas

Las aplicaciones de IoT pueden variar mucho, pero muchas aplicaciones necesitan toneladas de sensores repartidos en grandes áreas, como es el caso de la agricultura (Smart Agriculture)  o  la industria (Industrial IoT). Hay muchas maneras de comunicarse entre estos sensores y dispositivos, cada uno con diferentes ventajas y desventajas. Cuando se tienen miles de sensores repartidos en un área grande, se necesita comunicación inalámbrica de largo alcance y bajo consumo de energía en los dispositivos. Después de todo, sería muy molesto tener que reemplazar las baterías en miles de sensores todo el tiempo.

Además, el enviar mensajes cuesta dinero y las opciones de conectividad como celulares son caras. Imagine tener que pagar su factura telefónica no sólo por un dispositivo, sino por miles.

La tecnología de LPWAN desempeña así un papel crucial en la habilitación de Internet de las cosas. Estas redes hacen posible tener muchos miles de sensores recopilando y enviando datos a menor costo, a más largo alcance, y con mejor duración de la batería que otras opciones de conectividad. Algunos casos de uso incluyen:

  • Un garaje de estacionamiento – los sensores detectan cuando las manchas están abiertas, enviando un simple Sí o No mensaje sólo cuando ese valor cambia.
  • Un edificio de la escuela – las cerraduras accionadas por batería se pueden activar o desactivar remotamente, ayudando con la seguridad general y las situaciones de crisis.
  • Una ciudad – contenedores de residuos en toda la ciudad puede enviar alertas cuando están cerca de estar lleno, lo que permite una recolección de basura más eficiente.
  • Control de inundaciones – medir el comportamiento de las fuentes hidricas de una región, permite generar alertar tempranas y reaccionar de una mejor manera.
  • Control de la calidad del aire  – medir las emisiones generadas por la industria y por los vehículos, adicional obtener información respecto a la temperatura y humedad presentes en ciertas áreas de la ciudad.

Y muchos más…

Es importante tener en cuenta que LPWAN es un término general, y hay  diferentes normas y tecnologías en competencia bajo ese paraguas. Los estándares y tecnologías LPWAN competidores incluyen pero no se limitan a: SIGFOX, LoRa, Ingenu, Weightless y SymphonyLink.

Hay varias ventajas y desventajas para cada una de estas opciones LPWAN, pero en el interés de mantener este post a alto nivel y no técnico, voy a abstenerse de ir mucho más profundo.

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