Progetto Satellitare LoRaWAN

 

Cos'è LoRaWAN e perchè è rivoluzionario? 

Per CShark è in corso la definizione di un nuovo progetto, che siamo sicuri troverete molto interessante. Stiamo programmando il lancio in orbita di un satellite geo-stazionario che permetta di controllare ogni dispositivo IoT LoRa di tutta l'Europa e del Nord Africa. Non male, vero? Se volete saperne di più, proseguite con la lettura di questo articolo per scoprire tutti i dettagli inerenti questa nuova tecnologia rivoluzionaria.

 

Cos'è LoRaWAN?

LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) è un protocollo di rete sviluppato da LoRa Alliance, una associazione no profit fondata nel 2015 che ad oggi conta più di 500 organizzazioni. LoRaWAN rientra in una categoria di tecnologie definita LPWAN (Low Power Wide Area Network), ovvero un insieme di tecnologie create per permettere a sensori dotati di batteria di connettersi l'uno con l'altro e di inviare e ricevere segnali, il tutto con un consumo ridotto di energia. La funzione di LoRaWAN è permettere la connessione tra oggetti smart attraverso network regionali, nazionali o globali: a tal scopo il protocollo è dotato della capacità di comunicare in modo bi-direzionale e di servizi di localizzazione, nonchè di mobilità e sicurezza end-to-end.
Perchè LoRaWAN ha risvegliato il nostro interesse? Oltre al consumo di energia ridotto, tra le sue caratteristiche più apprezzabili rientrano la possibilità di trasmettere dati in maniera protetta tramite criptazione AES-128 e l'ampio raggio di comunicazione, di 2 km nelle aree ad alta densità di popolazione e fino a 15 km in campo aperto. Si consideri che il raggio di comunicazione dipende anche dalla posizione del dispositivo/device e del gateway: un gateway installato in una posizione sopraelevata permette un raggio più ampio rispetto ad un gateway posizionato ad esempio a livello stradale.

 

Specifiche tecniche:

Nello specifico, LoRaWAN utilizza tre classi distinte di device:

  • Classe A - Dispositivi alimentati a batteria che aprono due finestre per i comandi nel momento in cui un uplink è spedito al server;
  • Classe B - Dispositivi alimentati a batteria, presentano una finestra extra per i downlink in aggiunta alle due finestre della Classe A. La finestra extra è aperta in momenti pianificati ed è sincronizzata con il server attraverso un beacon del gateway. La finestra permette al server di sapere quando il dispositivo è "in ascolto";
  • Classe C - Dispositivi alimentati per via elettrica, con finestre di ricezione per i downlink sempre aperte tranne durante la tramissione.

 

Per la sicurezza della comunicazione LoRaWAN utilizza due tipi di chiavi simmetriche, uniche per ogni dispositivo LoRa.

  • NwkSkey: Utilizzata per garantire l'integrità del messaggio dal dispositivo al network server;
  • AppSkey: Utilizzata per la criptazione end-to-end in AES-128 dal dispositivo all'application server.

 

LoRaWAN ad oggi è impiegato per una vasta gamma di servizi:

  • Smart Parking;
  • Air Pollution Monitoring;
  • Fire Detection;
  • Home Security;
  • Smart Lighting;
  • Waste Management;
  • Fleet Tracking;
  • Agriculture Processing.

 

Satellite & Picocelle

Il team di CShark progetta di lanciare un satellite geo-stazionario con funzione di gateway in modo da permettere la connessione e la comunicazione di più di 65.000 dispositivi. Essendo in orbita, il satellite ha infatti la possibilità di agire su un numero maggiore di device, a differenza di un qualunque gateway installato a terra. Questo significa, inoltre, che non sarà più necessario ricorrere alle picocelle, ovvero delle celle radio di dimensioni e capacità di trasmissione ridotte utilizzate principalmente per trasmettere efficacemente i segnali in ambienti chiusi. Di conseguenza sarà possibile ridurre il consumo di risorse impiegate per la produzione di celle radio e ottimizzare i costi. La riprova che la combinazione vincente tra tecnologia satellitare e radio-comunicazioni assume ogni giorno di più un ruolo fondamentale nella società moderna.