En el mundo actual de las comunicaciones, la tecnología de largo alcance (LoRa) ha asumido un papel importante al proporcionar conexiones sólidas de larga distancia. La forma en que LoRa envía señales y su impresionante alcance lo convierten en una opción ideal para muchas rutas de red directas e indirectas.
Este artículo explora cómo funciona LoRa en dos situaciones: cuando los dispositivos pueden verse entre sí (línea de visión o LOS) y cuando no pueden (sin línea de visión o NLOS). Analizaremos las configuraciones de nodo a nodo y de nodo a puerta de enlace, analizando los beneficios, los desafíos y los usos en el mundo real.
En LOS, donde los dispositivos se encuentran en un entorno abierto, LoRa funciona bien. Puede cubrir grandes distancias con pocos desafíos, lo que lo convierte en una buena solución para sistemas de monitoreo. Sin embargo, a pesar de obstáculos como edificios o árboles (NLOS), LoRa aún puede funcionar bien y gestionar la mayoría de los reflejos e interrupciones. Esto lo hace útil para ciudades y entornos interiores.
En ambos escenarios, existen pros y contras. LOS proporciona un alcance decente y menos interferencia, pero se necesita un camino despejado. NLOS funciona incluso cuando hay cosas que se interponen en su camino, pero es probable que el alcance sea más corto. Todo depende de lo que se necesite, ya sea rastrear activos o controlar los sistemas de riego.
A medida que avanza la tecnología, LoRa sigue siendo un actor confiable en la comunicación inalámbrica.
Comunicación LOS vs NLOS LoRa.
LOS comunicación
En comunicación de línea de visión (LOS), se destaca LoRa. LOS se refiere a una ruta directa y sin obstáculos entre los dispositivos transmisores y receptores. El uso de LoRa de la modulación Chirp Spread Spectrum (CSS) le permite mantener enlaces confiables en distancias extendidas.
Cuando hay visibilidad directa, la señal experimenta poca o ninguna perturbación, lo que permite que los dispositivos LoRa alcancen el alcance máximo especificado. Esto convierte a LoRa en una excelente opción para tareas como la recopilación remota de datos, el monitoreo industrial y la agricultura de precisión.
Considere un escenario de la vida real en el que una granja utiliza dispositivos LoRa para controlar la salud de sus vacas. Cada vaca lleva un dispositivo sanitario que comunica información esencial al hogar del granjero. En esta configuración LOS, cuando no hay barreras, las señales LoRa pueden cubrir un área de comunicación amplia ya que no hay barreras que bloqueen las señales. Esta aplicación muestra la fortaleza de LoRa en condiciones LOS, asegurando un intercambio de datos fluido y eficiente entre ubicaciones remotas y el hogar del agricultor.
Ventajas de la comunicación LOS
1. Los dispositivos LoRa funcionan bien cuando hay una línea de visión clara (LOS), presentando capacidades de alcance máximo y comunicación continua a larga distancia.
2. Los caminos libres de obstáculos reducen los problemas de señal, lo que hace que LoRa sea más confiable.
3. La planificación y configuración de la red LoRa se vuelve más fácil en situaciones de visibilidad clara debido a la propagación de señal predecible. Estas cualidades fortalecen la calidad de la señal y la confiabilidad de los datos y abren puertas a diversos usos. Desde conexiones de IoT hasta monitoreo remoto, cambian las industrias y las opciones de conexión.
Desafíos de la comunicación LOS
Si bien la comunicación directa (LOS) tiene ventajas, también aborda desafíos estructurales y de terreno. Obstáculos como colinas, edificios y estructuras pueden impedir la transmisión directa, limitando su alcance. Las limitaciones del mundo real también pueden restringir su uso según el entorno.
Estos desafíos resaltan la necesidad de planes flexibles y nuevas ideas, como estaciones repetidoras o ajustes inteligentes, para reducir las limitaciones de LOS y garantizar conexiones estables. La adopción de estas mejoras ampliaría la utilidad de LoRa en entornos obstructivos, haciéndolo útil en diversas aplicaciones como planificación urbana, automatización industrial y monitoreo remoto.
Comunicación NLOS
La comunicación sin línea de visión (NLOS) ocurre cuando edificios, fábricas y cambios en el terreno bloquean las señales inalámbricas. Las cualidades de resistencia y ahorro de energía de LoRa brillan en situaciones NLOS.
Por ejemplo, su forma de enviar señales puede manejar saltos de señal (desvanecimiento de trayectorias múltiples), lo que garantiza una conexión estable incluso cuando la visión directa está bloqueada. La capacidad de LoRa para superar estos problemas la convierte en una opción confiable para muchos usos, incluidas ciudades inteligentes y monitoreo ambiental, donde la comunicación estable a larga distancia es fundamental. También mejora la conexión para dispositivos de Internet de las cosas (IoT).
Comunicación LoRa NLOS en una ciudad.
La imagen de arriba muestra un ejemplo real de comunicación con línea de visión no directa (NLOS). En una ciudad urbana, los datos de los medidores eléctricos de cada hogar se transmiten al portal más cercano. El desafío reside en los edificios altos que obstruyen los caminos directos entre las casas más pequeñas y las puertas.
Sin embargo, con sensores alimentados por LoRa, los contadores de electricidad pueden superar barreras. La fortaleza de LoRa generalmente supera los saltos de señal, lo que esencialmente permite que los mensajes superen los obstáculos, lo que la convierte en una sólida solución de comunicaciones.
Ventajas de la comunicación NLOS
La fortaleza de LoRa contra los saltos y caídas de señal lo convierte en una opción decente para la comunicación NLOS. Su adaptabilidad mejora el uso urbano e interior, mientras que la capacidad NLOS ayuda en la planificación de redes flexible y rentable, reduciendo potencialmente los costos de infraestructura en áreas desafiantes.
Desafíos de la comunicación NLOS
A LoRa le va bien para mantenerse conectado en situaciones NLOS, pero la distancia que puede cubrir puede no ser tan grande como cuando no hay obstáculos. Los objetos pueden debilitar su señal y eficacia. A pesar de su alcance limitado, LoRa sigue siendo una de las mejores opciones para una comunicación flexible y confiable en la mayoría de los entornos.
LOS x NLOS
La elección entre comunicación LOS y NLOS depende de la aplicación específica y de los obstáculos circundantes. Por ejemplo, en entornos agrícolas, donde los cultivos o el terreno pueden obstruir la línea de visión, la comunicación NLOS LoRa puede permitir riego y monitoreo de precisión. Por otro lado, la comunicación LOS puede ser preferida para el seguimiento de activos a largo plazo en áreas rurales con paisajes abiertos.
Una comprensión práctica
En el próximo artículo de LoRa, exploraremos los usos de la miniplaca LoRa E5 para probar distancias y resolver problemas del mundo real. En escenarios LOS, el nodo final y la puerta de enlace LoRa tienen un alcance impresionante de aproximadamente 3 km. En condiciones NLOS, este alcance disminuye ligeramente a aproximadamente 1,3 km, lo que destaca la adaptabilidad de LoRa.
El artículo explora la comunicación de nodo a nodo utilizando LoRa E5. En LOS, el alcance cubre aproximadamente 2 km. En condiciones NLOS, el alcance es de aproximadamente 800 metros.
Estos hallazgos resaltan cómo NLOS afecta la comunicación entre dispositivos de manera detallada.
Mini tarjetas Lora E5
NOS de nodo a nodo.
Conclusión
La comunicación LoRa funciona bien tanto en escenarios con línea de visión como sin ella, y ofrece un alcance, resistencia y eficiencia energética decentes. Aunque la comunicación LOS es mejor para distancias más largas con menos interrupciones, la comunicación NLOS puede funcionar de manera confiable en ciudades y regiones con obstáculos.
Saber cómo funciona LoRa en estos entornos puede respaldar decisiones de planificación inteligentes al configurar redes LoRa. A medida que LoRa mejora, su capacidad para funcionar en diferentes ubicaciones lo convierte en una parte esencial de la comunicación inalámbrica.
