Kilka układów nadawczo-odbiorczych firmy Semtech, pracujących w paśmie poniżej 1 GHz, korzysta z modulacji LoRa. Wszystkie mają bardzo wysoką czułość do –148 dBm na częstotliwości 169 MHz w przypadku modeli SX1276, SX1277 oraz SX1278 pokazanych na rysunku 2, pracujących na wielu częstotliwościach. Moc szczytowa anteny wynosi 20 dBm, co oznacza wysoki budżet łącza na poziomie 168 dB. Różnica poziomu nadawania oraz odbioru, mała podatność na interferencje i niskie prawdopodobieństwo kolizji pozwalają urządzeniom uzyskać zasięg kilku kilometrów.
Jednocześnie urządzenia mają wystarczająco niskie zużycie mocy, aby być zasilane z baterii. Wszystkie modele SX127X LoRa, w tym SX1272 oraz SX1273, mogą pracować zarówno z modulacją LoRa, jak i FSK, aby zapewnić kompatybilność wsteczną ze starszymi urządzeniami pracującymi na miejscu. W trybie FSK pobór prądu wynosi 9,5 mA, a w trybie LoRa 10 mA. Urządzenia mogą być zasilane napięciem z zakresu od 1,8 do 3,7 V.
Wybór technologii LoRa pozwala na użycie topologii gwiazdy, która przekłada się na mniejsze koszty realizacji, niż koszt równoważnego system o topologii siatki. Również same urządzenia LoRa pozwalają na redukcję kosztów – na przykład mogą one pracować ze standardowym, tanim oscylatorem kwarcowym o tolerancji 30 ppm jako referencyjnej częstotliwości w PLL.
Powrót zainteresowania topologią gwiazdy
Zwięzła sieć bezprzewodowa dalekiego zasięgu, pracująca w nielicencjonowanym paśmie poniżej 1 GHz znajduje zastosowania w różnych obszarach. Dzięki wprowadzeniu technologii LoRa firmy Semtech, wiele systemów można teraz zrealizować w postaci prostej, taniej sieci o topologii gwiazdy, zamiast drogiej i skomplikowanej topologii siatki. Dzięki temu zastosowanie sieci bezprzewodowej staje się znacznie bardziej atrakcyjne w systemach takich, jak automatyczny odczyt mierników, automatyka mieszkaniowa, sieci czujnikowe, inteligentne sieci zasilania, zarządzanie miejscami parkingowymi, systemy antywłamaniowe czy oświetlenie uliczne. Wysoki budżet łącza i odporność na interferencję sprawia, że urządzenia LoRa pozwalają na uzyskanie dalekiego zasięgu w wolnej przestrzeni, ale też w środowisku zakłócającym transmisję RF, na przykład pracujących wewnątrz budynków lub w miejscach powstawania silnych zakłóceń na częstotliwościach radiowych.
Ponieważ używana powszechnie modulacja FSK umożliwia wyższe szybkości transmisji, na przykład 300 kb/s w modelu SX127x w porównaniu do 40 kb/s w trybie LoRa, rozwiązanie to nie wyklucza dalszego stosowania modulacji FSK lub ASK. Tym niemniej zalety, które LoRa wnosi do technologii transmisji w paśmie ISM są znaczne i skłaniają do rozważenia realizacji sieci o topologii gwiazdy.
Możliwe są także nowe, interesujące zastosowania komunikacji dalekiego zasięgu w oparciu o nową technologię. Jednym z rozwiązań jest system mieszany: sieć lokalna (LAN) zrealizowana w topologii gwiazdy z modulacją LoRa, w której węzeł bramy łączy się z siecią rozległą (WAN), na przykład infrastrukturą sieci komórkowej. Połączenie jest zrealizowana za pomocą standardowego protokołu, na przykład WMBus, za pośrednictwem łącza z modulacją GFSK. Warto zauważyć, że modulacja LoRa pozwala inżynierom na implementację dowolnego protokołu sieciowego i pozostawia dużą dowolność w projektowaniu sieci radiowej przy zadanych ograniczeniach na zasięg i poziom szumów.
