Amplifier

Es un tipo de red de telecomunicaciones administrada, la misma que no necesitara que el usuario administre las actividades de instalación o mantenimiento. Esta red está diseñada para enviar mensajes cortos siempre y cuando sean necesarios (Netrotter Connecting Things, 2014, p. 1).

1.4.6.2.ZigBee

ZigBee es un estándar de red de malla inalámbrica utilizado para conectar sensores, así como instrumentación y sistemas de control. ZigBee es un protocolo abierto y global, basado en paquetes y diseñado para proporcionar una arquitectura fácil de usar (Tomar, 2011, p. 2). Zigbee es considerado como un sistema ideal para redes domóticas, específicamente diseñado para reemplazar la proliferación de sensores/actuadores individuales (Universidad Nacional Autónoma de México, 2012, p. 61).

1.4.6.3.LoRa

Permite extender redes privadas o disponibles por operadores para sus propias redes IoT. Estas redes inteligentes son eficientes en la información recopilada por los sensores que están implementados en la red. Es así como a través de las LPWAN los sensores inteligentes controlan la eficiencia de los generadores de energía renovable que se conectan a la red, como pueden ser paneles solares o aerogeneradores que normalmente están conectados por medio de la tecnología de red LoRa (Gerber, 2017, p. 1).

1.5. LoRa

1.5.1. Generalidades

LoRa (Long Range), es un sistema de comunicaciones inalámbricas de largo alcance, promovido por LoRa Alliance. Este sistema tiene como objetivo ser utilizable en dispositivos a batería de larga duración, donde el consumo de energía es de suma importancia. LoRa puede referirse comúnmente a dos capas distintas: una capa física que utiliza la técnica de modulación de radio CSS (Chirp Spread Spectrum); y un protocolo de capa MAC (LoRaWAN), aunque el sistema de comunicaciones LoRa también implica una arquitectura de red de acceso específica (Augustin et al., 2016, p. 4).

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La ventaja de LoRa radica en la capacidad de largo alcance de la tecnología. Una única puerta de enlace o estación base puede cubrir ciudades enteras o cientos de kilómetros cuadrados. El alcance depende en gran medida del entorno u obstrucciones en una ubicación determinada, pero LoRa y LoRaWAN™ tienen un presupuesto de enlace mayor que cualquier otra tecnología de comunicación estandarizada (LoRa AllianceTM_{, 2015, p. 4).}

1.5.2. Modulación LoRa

LoRa es un sistema de telecomunicaciones de largo alcance y de baja potencia para IoT (Augustin et al., 2016, p. 16), establecida en la Modulación CSS, la misma que se utiliza para comunicaciones espaciales y militares gracias a largas distancias de comunicación y robustez a la interferencia. LoRa es la primera en efectuar esta modulación de manera comercial (Ordoñez, 2017, p. 23).

La capa física usa la modulación LoRa, una tecnología patentada con un protocolo MAC (Augustin et al., 2016, p. 16). Que también se la conoce como "modulación chirp", debido a que LoRa revela que el elemento portador de información es el desplazamiento de frecuencia al comienzo del símbolo y el chirrido es similar a un tipo de portadora por medio de una inspección minuciosa. Por esta razón, LoRa se describe mejor como modulación chirp de cambio de frecuencia (FSCM) (Vangelista, 2017, p. 1).

1.5.2.1.Principales propiedades

En la modulación LoRa, gracias a la modulación de espectro expandido chirp y la alta sensibilidad del receptor, ofrece una buena resistencia a la interferencia. Las pruebas de campo muestran que LoRa puede ofrecer una cobertura de red satisfactoria de hasta 3 km en un área suburbana con viviendas residenciales densas. LoRa es por lo tanto muy adecuado para redes de bajo consumo, bajo rendimiento y largo alcance (Augustin et al., 2016, pp. 16–17). A continuación, SEMTECH Corporation manifiesta que existen ocho propiedades clave de la modulación LoRa, las mismas que son presentadas en la Tabla 9-1.

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Tabla 9-1 Propiedades clave de la Modulación LoRa

Propiedades Descripción

Ancho de banda escalable

La modulación LoRa es escalable y de ancho de banda. Se puede usar tanto para salto de frecuencia de banda estrecha como para aplicaciones de secuencia directa de banda ancha. A diferencia de los esquemas de modulación de banda ancha o banda estrecha existentes, LoRa se puede adaptar fácilmente para cualquier modo de operación.

Envolvente constante / baja potencia

Al igual que FSK, LoRa es un esquema de modulación de envolvente constante, lo que significa que las mismas etapas de PA de alta eficiencia y bajo consumo de energía se pueden reutilizar sin modificaciones.

Alta robustez Debido al alto producto BT (BT> 1) y su naturaleza asíncrona, una señal LoRa es muy

resistente tanto a los mecanismos de interferencia dentro de banda como fuera de banda.

Resistencia a trayectos múltiples / desvanecimiento

El pulso chirp es relativamente de banda ancha y, por lo tanto, LoRa ofrece inmunidad a multitrayecto y desvanecimiento, por lo que es ideal para su uso en entornos urbanos y suburbanos, donde dominan ambos mecanismos.

Doppler resistente

El desplazamiento Doppler causa un pequeño cambio de frecuencia en el pulso de LoRa que introduce un cambio relativamente despreciable en el eje de tiempo de la señal de banda de base. LoRa es ideal para enlaces de comunicaciones de datos móviles, tales como sistemas inalámbricos de monitoreo de presión de neumáticos, aplicaciones de paso por línea, etc.

Capacidad de largo alcance

Para una potencia de salida y rendimiento fijos, el presupuesto del enlace de LoRa excede el del FSK convencional. Cuando se toma en conjunto con la robustez comprobada de los mecanismos de interferencia y desvanecimiento, esta mejora en el presupuesto del enlace puede traducirse fácilmente en x4 y más allá del aumento en el alcance

Fuente: (SEMTECH Corporation, 2015b, pp. 11–12) Realizado por: Cantuña & Satián, 2018