LoRaWAN reemplazará temporalmente las redes 5G para IoT

Sergiy Seletskyi de Intellias

Las redes 5G revolucionarán el Internet de las cosas (IoT). Pero la tecnología tardará varios años en cubrir la mayor parte del planeta. Gracias a LoRaWAN, no es necesario esperar, dice Sergiy Seletsky, líder de práctica de IoT y arquitecto de soluciones senior en Intellias .

Según Gartner , se utilizarán alrededor de 5.800 millones de terminales de IoT para empresas y automóviles a lo largo de 2020, un 21% más que en 2019. Las redes de telecomunicaciones pronto tendrán dificultades para manejar la carga.

Los expertos en IoT esperan que 5G sea el estándar de conectividad de IoT del futuro que reemplazará las redes físicas y permitirá la capacidad de respuesta en tiempo real. La palabra clave aquí es "futuro". Ericsson predice que la tecnología 5G solo estará disponible para dos tercios de la población mundial en 2025.

Con tanto entusiasmo en torno al 5G en este momento, la gente suele descuidar una alternativa que ha estado ahí durante cinco años:las redes de área amplia de rango bajo (LoRaWAN). En muchos casos, LoRaWAN puede reemplazar al 5G, al menos hasta que el 5G esté disponible en todo el mundo.

Por qué la tecnología 5G es el centro de atención y qué desafíos enfrenta

La tecnología 5G está en el centro de atención debido a su velocidad y calidad de señal sin precedentes. Hará que los dispositivos conectados intercambien datos hasta un 50% más rápido y en porciones mucho más grandes, lo que promete un gran avance en todas las industrias.

Fuente:Huawei Road to a Super-Connected World, Keynote de diciembre de 2019

En el sector de la salud, 5G permitirá la cirugía robótica al proporcionar transmisión de video de alta calidad y dispositivos quirúrgicos conectados de respuesta inmediata. Los servicios de emergencia utilizarán 5G para responder a situaciones de inmediato. Las cámaras de la ciudad y los drones equipados con cámaras podrán identificar una emergencia y enviar información al respecto a la sala de control en segundos.

5G también tendrá más empleados industriales trabajando desde casa que durante la pandemia. Administrarán sus dispositivos de forma remota en tiempo real desde una PC, tableta o teléfono inteligente. Esto podría promover aún más el desarrollo de la industria del petróleo y el gas, cuyas instalaciones a menudo se encuentran en terrenos adversos.

Finalmente, las redes 5G son cruciales para los autos sin conductor. Les permite conectarse con la infraestructura de la ciudad y adaptarse a las condiciones de viaje en tiempo real. Esta tecnología desatará el poder de las ciudades inteligentes, donde todo está interconectado y operado por inteligencia artificial.

Desafíos 5G

Para construir una red 5G en un área, necesita construir una infraestructura específica desde cero. Aunque 5G está precedido por 4G, requiere diferentes antenas, nuevas redes de tejido y torres transmisoras adicionales.

La construcción de esta infraestructura es un proceso largo y costoso. La Comisión Europea estima que la introducción de 5G en todos los pueblos y ciudades de Europa costará 500.000 millones de euros.

Además, los consumidores y fabricantes no se han mostrado particularmente entusiasmados con la tecnología 5G hasta ahora. Según una encuesta reciente de GSMA , solo alrededor del 30% de los estadounidenses y del 11 al 23% de los europeos han declarado que obtendrían un teléfono 5G tan pronto como la tecnología esté disponible.

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Como resultado, la adopción de 5G sigue siendo lenta.

LoRaWAN como alternativa a 5G

LoRa / LoRaWAN puede realizar la mayoría de las mismas tareas que 5G puede hacer de forma más lenta y económica. Es poco probable que use LoRa para transmitir video y sonido. La velocidad de LoRa varía entre 0,3 Kbps y 27 Kbps, lo que significa que se necesitarán varias horas para transmitir una imagen y varias décadas para transmitir una película.

Sin embargo, LoRa es ideal para muchos otros usos.

La tecnología se desarrolló originalmente para sensores de IoT industriales, no para dispositivos de consumo. Se utiliza para transmitir paquetes cortos de datos (alrededor de 240 bytes) y no es compatible con una pila de IP de red. Esto hace que LoRa sea adecuado para transmitir temperatura, humedad, vibración, iluminación y datos similares.

LoRa y LoRaWAN representan el protocolo de largo alcance y la red de área amplia de largo alcance. Se basan en LPWAN, la tecnología de red de área amplia de bajo consumo.

En esta publicación, no entraré en demasiados detalles sobre cómo LoRa y LoRaWAN funcionan y se relacionan entre sí. En su lugar, echemos un vistazo a lo que los convierte en una alternativa viable a la tecnología 5G.

Por qué es importante LoRa

Los dispositivos alimentados por LPWAN pueden comunicarse entre sí a largas distancias, incluso si cada uno de esos dispositivos se encuentra en un edificio separado. Además, sus baterías duran más que las baterías de los dispositivos que usan 4G y 5G. Un dispositivo basado en LoRa puede funcionar hasta diez años con una batería, mientras que un dispositivo 5G solo durará varias horas.

Cobertura de red LoRaWAN

Fuente:Cobertura global de LoRaWAN a diciembre de 2018

A diferencia de las redes 5G, LPWAN no requiere una gran infraestructura. Funciona en dispositivos pequeños y asequibles, lo que lo hace más barato que 4G. Los sensores LoRa cuestan entre $ 0.2 (€ 0.16) y $ 0.5 (€ 0.41), mientras que los precios de los sensores 5G comienzan en $ 30 (€ 24.60).

Al ser más barato, LoRa tiene un rango mucho más amplio que el 5G. Compare una estación base LoRa típica cuesta alrededor de $ 40 (€ 32.80) y puede manejar miles de conexiones en un rango de 15 km. Una estación base 5G costaría 60.000 dólares (49.199,10 €), cubriría 2 km y permitiría unas 1.000 conexiones.

Desde 2015, cuando se creó LoRaWAN, se han desarrollado una variedad de sensores y dispositivos LoRaWAN. Alianza LoRa , una asociación sin fines de lucro de empresas que utilizan la tecnología, ha crecido a más de 500 miembros. Aquí hay algunas figuras notables de la Alianza:

• LoRaWAN se implementó en más de 100 países en 2019, un aumento del 60% desde 2018.
• Alrededor de 80 millones de dispositivos en todo el mundo están conectados a LoRaWAN.
• Aproximadamente el 75% de las aplicaciones de IoT utilizan LPWAN. En comparación, solo el 25% de las aplicaciones de IoT requieren el alto rendimiento y el bajo retardo de señal que permiten las tecnologías celulares como 5G.

Conexiones LPWA no celulares por tipo de medidor inteligente

Fuente: ABI Research

Cómo se usa LoRa

Con LoRa, IoT se puede aplicar en múltiples áreas. Estos pueden incluir la gestión de máquinas expendedoras, infraestructura hotelera, equipos agrícolas, instalaciones hospitalarias e incluso ciudades inteligentes.

En 2016, Samsung , Semtech y SK Telecom unió fuerzas para construir el primer LoRaWAN nacional del mundo en Corea. Hoy, Seúl planea actualizar su infraestructura de IoT local basada en LoRa.

La red inteligente de Seúl, también conocida como S-Net Tendrá hasta 1000 puertas de enlace LoRaWAN para 2022. Permitirán estacionamientos inteligentes, farolas que pueden llamar a la policía en caso de emergencia, un sistema de monitoreo de personas con demencia y más.

El futuro de LoRa

En 2019, el proveedor británico de satélites de IoT Lacuna Space se propuso cubrir el mundo con LoRaWAN. En julio de 2020, el CTO de la compañía declaró que Lacuna Space estaba "recibiendo mensajes LoRaWAN desde un velero que está literalmente en medio del Océano Atlántico".

Una red LoRa global inspirará a los desarrolladores a crear más aplicaciones impulsadas por LoRa, lo que ayudará a asegurar el futuro de la tecnología.

Entonces, si está en el negocio de IoT, le sugiero que use LoRa / LoRaWAN hasta que la tecnología 5G se generalice. E incluso cuando esto sucede, sospecho que LoRa podría seguir siendo la tecnología de telecomunicaciones elegida por muchas empresas.

¿Qué tal NB-IoT?

Algunos dispositivos que utilizan LoRa también están conectados a redes de IoT de banda estrecha (NB-IoT). NB-IoT es un estándar LPWAN desarrollado por las mismas autoridades que desarrollaron protocolos para 4G y 5G.

En otras palabras, esta es una tecnología celular que:

• complementa LoRaWAN
• es utilizado por dispositivos conectados a 4G
• continuará utilizándose durante algún tiempo una vez que 5G esté ampliamente disponible.

Como tecnología celular, también cuenta con un mayor ancho de banda que el de LoRa.

NB-IoT no requiere la construcción de una infraestructura específica:solo requiere software. Por eso, este tipo de red se puede escalar fácilmente para cubrir millones de dispositivos. Sin embargo, la cantidad de estos dispositivos sigue siendo mucho menor que la cantidad de dispositivos LoRa.

En términos de debilidades, el problema principal es que NB-IoT absorbe mucha energía, por lo que las baterías de los dispositivos se agotan muy rápido.

La seguridad de NB-IoT también es exigente. Si bien LoRaWAN usa cifrado de extremo a extremo, que es un mecanismo estándar de seguridad moderno, NB-IoT se basa en el cifrado salto a salto, que gradualmente se está volviendo anticuado.

Es por eso que creo que LoRa es un mejor reemplazo temporal para 5G que NB-IoT.

Conclusión

Después de leer este artículo, debería tener una mejor comprensión práctica de las principales tecnologías de telecomunicaciones del futuro cercano:5G y LoRa.

Es posible que tenga la impresión de que habrá una competencia en el mercado entre las dos tecnologías y que LoRa perderá y pasará a la historia. Sí, podrían competir en ciertos segmentos, lo cual es bueno para la industria, ya que esto la ayudará a avanzar. Pero no creo que 5G saque a LoRa del juego. Después de todo, los coches no sustituyeron a las bicicletas ni a los trenes.

El autor es Sergiy Seletsky, líder de práctica de IoT y arquitecto senior de soluciones en Intellias.

Sobre el autor

Sergiy Seletsky es líder de práctica de IoT y arquitecto de soluciones senior en Intellias. Sergiy ayuda a las empresas a aprovechar la pila de tecnología de IoT adecuada para escalar el negocio y hacerlo preparado para el futuro. Pensador estratégico con amplio conocimiento de la industria de TI en una amplia variedad de soluciones innovadoras para diferentes dominios comerciales.