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¿Qué es LoRaWAN y cómo funciona?
LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) es un protocolo de red de área amplia de baja potencia (LPWAN) diseñado para comunicaciones inalámbricas a larga distancia entre dispositivos IoT. Se basa en la modulación LoRa (Long Range), que utiliza técnicas de espectro ensanchado por chirp para lograr enlaces robustos y de largo alcance con bajo consumo energético.
LoRaWAN añade a LoRa una capa de red y un modelo de comunicación estrella de estrellas (star-of-stars) que permite conectar miles de sensores distribuidos a unos pocos puntos de acceso (gateways) y de allí a Internet. A diferencia de tecnologías celulares como NB-IoT (banda angosta) que operan en espectro licenciado, LoRaWAN usa bandas libres ISM (como 915 MHz en América), lo que permite a cualquier organización desplegar su propia red IoT con control total sobre la infraestructura y los datos.
Componentes de una red LoRaWAN
En una red típica intervienen:
- Dispositivos finales (sensores/actuadores)
- Gateways LoRaWAN
- Servidor de Red LoRaWAN (LNS)
- Servidor de Aplicación
- Opcionalmente, un Servidor de Uniones para autenticación
Los dispositivos no se asocian a un gateway fijo; cualquier gateway que capte su señal reenvía las tramas al LNS vía Ethernet, Wi-Fi o red celular. El LNS filtra duplicados, aplica reglas del protocolo (seguridad, ADR) y entrega los datos al servidor de aplicación.
Esta arquitectura es altamente escalable: un solo gateway multicanal puede gestionar decenas de miles de dispositivos enviando millones de mensajes al día. Los dispositivos pueden alcanzar hasta 5 km en zonas urbanas y 15–20 km en zonas rurales.
Seguridad en LoRaWAN
LoRaWAN fue diseñado con seguridad de grado industrial, usando:
- Cifrado AES-128
- Autenticación mutua
- Claves únicas por dispositivo
Incluye una doble capa de cifrado: de red (NwkSKey) y de aplicación (AppSKey), garantizando que los datos no puedan ser interceptados ni modificados por terceros, ni siquiera por el operador de red.
LoRaWAN Network Server (LNS)
El LNS es el cerebro de la red:
- Gestiona tramas, enrutamiento y filtrado
- Decide qué gateway usará para downlink
- Controla claves, autenticación, frame counters
- Ejecuta lógica MAC como Adaptive Data Rate (ADR)
- Asegura la integridad criptográfica
Algunas soluciones incluyen el LNS embebido dentro del gateway, ideal para proyectos pequeños o en zonas aisladas.
Comparativa: LoRaWAN vs otras LPWAN
| Tecnología | Privada | Consumo | Costos recurrentes | Dependencia de operador |
|---|---|---|---|---|
| LoRaWAN | Sí | Muy bajo | No | No |
| Sigfox | No | Muy bajo | Sí | Sí |
| NB-IoT | Parcial | Bajo | Sí | Sí |
LoRaWAN es ideal para redes locales segmentadas, sin depender de cobertura celular o infraestructura externa.
Frecuencias y sub-bandas en Chile
En Chile se utiliza el plan AU915-928 MHz, particularmente la sub-banda 2 (canales 8–15 de uplink). Configurar sensores en esta sub-banda asegura compatibilidad con gateways locales y evita pérdida de paquetes.
Proveedores destacados
- Tektelic: Gateways industriales de alto rendimiento.
- The Things Industries (TTI): The Things Stack y red TTN.
- Kerlink: Infraestructura robusta y software de gestión.
- LORIOT: LNS SaaS global y versión gratuita para pilotos.
- Datacake: Plataforma unificada de red + visualización.
- Milesight: Gateways con LNS embebido ideal para zonas remotas.
Aplicaciones en Chile
- Minería: Monitoreo de gases, ventilación y activos subterráneos.
- Acuicultura: Control de oxígeno y parámetros de agua en jaulas.
- Forestal: Detección temprana de incendios y humedad de suelo.
- Manufactura: Mantenimiento predictivo y condiciones ambientales.
- Energía: Subestaciones eléctricas y parques solares remotos.
