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LoRaWAN vs SigFox

En el artículo anterior dimos una introducción sobre las LPWAN (redes de área amplia de baja potencia por sus siglas en inglés) y vimos que con el incremento de aplicaciones del Internet de las Cosas el uso de estas redes ha incrementado vertiginosamente en los últimos años. En este artículo presentaremos las principales implementaciones sin licencia  de estas redes y sus características, hablaremos sobre las redes LoRaWAN y SigFox.

Distintas implementaciones

Las tecnologías LPWAN pueden dividirse en espectro sin licencia como Sigfox y LoRa, y espectro con licencia como Long-Term Evolution Cat-M1 (LTE-M) y NarrowBand IoT (NB-IoT). En este artículo nos centraremos en Sigfox y LoRa, cuyas implementaciones operan en espectros sin licencia. La diferencia entre estas clasificaciones es dependiente del espectro de frecuencia en que opere la LPWAN, generalmente las que pertenecen a espectro con licencia operan sobre frecuencias usadas por operadoras para brindar servicio de telefonía 3G o 4G.

LoRaWAN

El protocolo LoRaWAN es un estándar abierto que opera en el espectro de frecuencias industrial, científico y médico (ISM). Este espectro está entre 863 y 870MHz en Europa y entre 902 y 928 MHZ en Estados Unidos. Está diseñado para utilizar una topología de estrella extendida, donde los dispositivos finales se conectan a puertas de enlace y estas, a su vez, se conectan a través de las típicas redes IP.

Para utilizar esta tecnología con el fin de comunicar dispositivos IoT, existen dos alternativas:

  • Crear una red propia
    • Será necesario comprar los chips LoRa y desarrollar unos gateways y nodos propios. Además de crear una red propia será necesario  llevar a cabo un mantenimiento y mantener actualizado todo el software necesario. Como ventaja, el usuario podrá ajustar y adaptar dicha red a sus necesidades.

  • Usar un operador de red
    • Actualmente, varios operadores están empezando a ofrecer redes LoRaWAN en ciertas áreas, como es el caso de Orange. De este modo, pueden contratarse planes de conectividad con estas compañías evitando así el mantenimiento de la red. Esta opción tiene como desventaja que el operador puede dejar de ofertar este servicio en unos años.

Arquitectura de LoRaWAN

LoRaWAN
Fuente: https://vicentferrer.com/lora-lorawan/

En la imagen anterior podemos entender como funciona una red LoRaWAN. La comunicación entre los dispositivos finales y los gateways o puertas de enlace es a través del protocolo LoRaWAN basado en radio frecuencia. Cada uno de estos Gateways tiene una dirección IP asignada por el servidor de red al que estén conectados. Esta puede asignarse a través de una red WiFi, Ethernet o una red celular. Luego, cada una de nuestras aplicaciones se comunica con este servidor a través de cualquiera de los métodos mencionados anteriormente gracias a las direcciones IP.

Detrás de este protocolo se encuentra Lora, una asociación sin fines de lucro. Actualmente, no existe un protocolo estandarizado o dominante para las redes LPWAN, y eso lo que busca cambiar esta alianza. En la Alianza LoRa podemos encontrar algunos gigantes tecnológicos como Alibaba, Cisco, IBM, Charter Communications y SoftBank.

SigFox

SigFox es una compañía de origen francés que aspira a convertirse en el primer proveedor de redes IoT global. Presenta una tecnología de banda estrecha que funciona en el espectro de frecuencias industrial, científico y médico (ISM): 868MHz en Europa y 902MHz en los Estados Unidos.

La compañía despliega sus antenas con la ayuda de las empresas de telecomunicaciones locales de todo el mundo. Actualmente la red está presente en 70 países, proporcionando cobertura a más de mil millones de personas y 5,2 millones de kilómetros cuadrados.

En el apartado de envío de datos, SigFox impone una serie de limitaciones en los mensajes transferidos a través de la red, donde cada dispositivo puede enviar solo 140 mensajes por día con un límite de 7 mensajes por hora. Cada mensaje puede tener hasta 12 bytes de longitud. Los módulos de radio también pueden recibir 4 transmisiones entrantes por día.

SigFox gestiona completamente la comunicación entre el dispositivo IoT y la nube, lo que hace que la integración del módulo de radio sea un proceso bastante simple para el usuario. Para interactuar con el módulo de radio se proporciona una única API por lo que no se requiere configuración. A diferencia de los protocolos abiertos como LoRaWAN, la única forma de obtener y usar Sigfox es a través de la compañía propietaria.

Arquitectura de SigFox

Fuente: https://www.decideo.com/Sigfox-crece-un-20-en-2018-alcanzando-una-facturacion-total-de-60-millones-desde-su-fundacion_a2256.html

 

Comparativa SigFox vs LoRaWAN

SigFoxLoRaWAN
Frecuencia868/902 MHz (ISM)433/868/780/915 MHz (ISM)
Alcance urbano3-10 km2-5 km
Alcance rural30-50 km15-20 km
Tamaño de paquete12 bytesDefinido por usuario

 

Comunicación bidireccional

A diferencia de SigFox, los módulos LoRa estándar pueden operar de forma bidireccional. Por lo tanto, LoRa es más adecuado para situaciones en las que sea necesario recibir y enviar datos de cada nodo.

Integración de datos

SigFox ofrece una API muy simple para integrar el módulo de radio. Al contrario, LoRaWAN ofrece un API de alto nivel altamente configurable. Por lo tanto, la integración de los módulos LoRaWAN es más complicada que la de los módulos SigFox, pero también mucho más configurables.

Seguridad

Ambas tecnologías ofrecen funciones de seguridad. Sin embargo, solo SigFox es capaz de identificar y autenticar los dispositivos. Por otro lado, ninguna de las dos tecnologías ofrece comunicaciones encriptadas.

Conclusiones

Como hemos mostrado, hay numerosos factores a tener en cuenta a la hora de seleccionar una de estas LPWAN que funcionan sobre espectro sin licencia. Algunos elementos a tomar en cuenta son la bidireccionalidad y configurabilidad que ofrece LoRaWAN. Por otro lado la sencillez de integración que ofrece SigFox junto a su mayor alcance podrían ser elementos de descarte.

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