LPWAN

Accesso alla rete LoRaWAN

Un nodo per accedere alla rete LoRaWAN deve essere attivato, con un meccanismo che lo identifica in modo univoco qualora opportunamente registrato nella rete. Si può pensare a questo meccanismo come una autenticazione. Ci sono due metodi di accesso: OTAA e ABP (Over The Air Activaction e  Activation by Personalization) di seguito descritti. In funzione del meccanismo vengono negoziate o fornite in modo statico opportune chiavi usate per criptare il traffico di dati in rete.
Indirizzamento.

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LoRaWAN classi di funzionamento

LoRaWAN  prevede per i nodi tre classi di funzionamento (A, B e C). Partendo dal presupposto che il dato trasmesso è breve, non sempre è critica la perdita di un dato e il consumo energetico è importante, le tre classi si differenziano nei tempi e nei modi usati per trasmettere e ricevere i dati verso la rete. Il nodo deve sempre implementare la classe A. Le classi B e C sono, di fatto, una estensione della classe A.

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Architettura LoRaWAN

LoRaWAN è una rete con struttura stella di stelle (star of stars topology) senza capacità di instradamento fra i nodi. Il gateway è il centro stella: raccoglie i dati trasmessi dai nodi e li inoltra, usando una connessione con tradizionali protocolli IP, al Network Server (NS) per una prima gestione del frame. I dati sono successivamente inviati allo Application Server (AS) che ha il compito di estrarre il dato utile (payload) e renderlo disponibile all’applicazione finale. In Figura 1 la struttura fisica e logica (stack) della rete.

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Rete LoRaWAN

LoRaWAN è una rete Low Power LAN (LPWAN) che adotta il protocollo fisico LoRa per connettere in modo wireless dispositivi IoT. Si tratta di una infrastruttura a basso consumo energetico a copertura geografica.

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Protocolli e architetture

Una introduzione generale delle architetture di reti senza fili, per l’acquisizione di dati da sensori, è utile ad inquadrare le caratteristiche, le potenzialità ed individuare la soluzione migliore per uno specifico impiego.
Si tratta di reti che rientrano nell’acronimo di LPWAN, Low Power Wide Area Network)[Nota 1].
Una rete di sensori senza fili, Wireless Sensor Network (WSN), per l’Internet of Things[Nota 2] (IoT), fa uso principalmente di comunicazioni radio in banda libera.
L’uso di tale banda è determinato dalla necessità di economicità e di facile diffusione (non limitata da concessioni e burocrazia). I relativi protocolli sono condizionati dalle normative vigenti.

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Bande libere

Le normative, che regolano l’utilizzo dello spettro elettromagnetico, sono emesse da organi internazionali. L’Unione Internazionale delle Telecomunicazioni (ITU) è l’organizzazione a carattere mondiale che ha suddiviso il globo in tre aree di competenza.

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