LoRaWAN® (Long Range Wide Area Network) är ett kommunikationsprotokoll som är särskilt utformat för trådlösa nätverk med låg strömförbrukning och lång räckvidd (LPWAN). Det används i det licensfria frekvensbandet och erbjuder säker dataöverföring, vilket gör att den passar bra för IoT-applikationer (Internet of Things).  

Men varför är  kommunikationsprotokollet viktigt, och hur bidrar LoRaWAN®till att förbättra datakommunikation inom vattenhantering? Nedan kommer vi att titta närmare på LoRaWAN® och dess betydelse för IoT-tillämpningar. 

För att tillhandahålla skalbar, säker och effektiv kommunikation är LoRaWAN®-arkitekturen beroende av tre nyckelkomponenter: slutnoder, gateways och nätverksserver. Slutnoderna är de enheter eller sensorer som samlar in data och överför den till nätverket, t.ex. vattenmätare.  

Gateways fungerar som en brygga mellan slutnoderna och nätverksservern. De tar emot data som sänds från slutnoderna och vidarebefordrar den till nätverksservern. Gateways använder IP-baserade nätverk (t.ex. Ethernet, Wi-Fi eller mobilnät) för att kommunicera med nätverksservern. Nätverksservern är den centrala komponenten i LoRaWAN®-arkitekturen och ansvarar för att hantera nätverket, bearbeta data och att säkerställa säker kommunikation mellan slutnoder och applikationer.  

LoRaWAN® erbjuder flera  fördelar som gör det till ett lämpligt val för IoT-applikationer, särskilt de som kräver kommunikation med lång räckvidd, låg strömförbrukning, skalbarhet och kostnadseffektivitet:  

• Lång räckvidd: LoRaWAN® kan överföra data över avstånd mellan 15-30 kilometer på landsbygden och 2-5 kilometer i stadsmiljö. Detta gör det idealisk för applikationer som kräver uppkoppling i stora geografiska områden.  
• Låg strömförbrukning: Enheter som använder LoRaWAN® kan drivas med små batterier i upp till 16 år. 
• Skalbarhet: LoRaWAN®-nätverk kan stödja tiotusentals enheter, vilket gör det skalbart för stora IoT-projekt. 
• Säkerhet: LoRaWAN® tillhandahåller säkerhetskryptering från början till slut, vilket garanterar datasäkerhet från enheten till nätverksservern.  
• Dubbelriktad kommunikation: LoRaWAN® stöder både upplänks- (enhet till gateway) och nerlänks- (gateway till enhet) kommunikation, vilket möjliggör styrning av enheter och uppdatering av firmware.  

Utöver dessa fördelar är en annan viktig faktor för LoRaWAN® dess  mångsidighet, vilket gör det till en väl lämpad, trådlös kommunikationsteknik för en mängd olika scenarier. Nyckelfaktorer relaterade till mångsidigheten är bland annat:  

• Standardiserat kommunikationsprotokoll  
• Snabb integration till tredjepartssystem  
• Billig och lättillgänglig infrastruktur  
• Interoperabilitet mellan mätarleverantörer  
• Fungerar för både offentliga och privata nätverk  

Även om LoRaWAN® är en kraftfull och flexibel teknik för IoT-applikationer innebär dess fokus på lång räckvidd, låg strömförbrukning och kostnadseffektivitet vissa begränsningar inom andra områden. Möjliga utmaningar inkluderar datahastighet, nätverkskapacitet, latens och störningar enligt beskrivningen nedan. 

• Låg datahastighet: LoRaWAN® har lägre datahastighet än andra tekniker med mindre fokus på långdistans- och lågkostnadskommunikation. För tillämpningar som kräver dataöverföring med hög upplösning kan du överväga en hybridlösning med högre bandbredd eller mobil datauppkoppling.  
• Intern störning: LoRaWAN® är robust mot störningar från extern utrustning, men eftersom det använder det licensfria frekvensbandet är det känsligt för interna störningar inom den egna nätverksinfrastrukturen. Är störningsfri och tillförlitlig kommunikation prioriterat är tekniker som exempelvis NB-IoT, som använder licenserat frekvensband, ett bättre val. 
• Relativt komplex infrastruktur: Jämfört med Wireless M-Bus kräver ett LoRaWAN®-nätverk vanligtvis en mer komplex nätverksarkitektur som omfattar gateways, nätverksservrar och slutenheter. Detta kan leda till ytterligare komplexitet i driftsättning och hantering, särskilt i storskaliga projekt.  
• Fördröjning: LoRaWAN® är designat för låg effekt, vilket innebär en högre latens än andra IoT-tekniker vilket gör den mindre lämplig för applikationer som kräver datakommunikation i realtid eller nära realtid. Detsamma gäller dock vid dagliga överföringar via NB-IoT. 

LoRaWAN®-nätverk kan användas i olika IoT-applikationer, bland annat i smarta städer, jordbruk, industriell övervakning, spårning av tillgångar och miljöövervakning. Med sin långa räckvidd och låga strömförbrukning är denna kommunikationsteknik mycket lämplig för applikationer som kräver batteridrivna enheter på avlägsna platser.  

LoRaWAN® har visat sig vara en mångsidig och värdefull teknik för att förbättra effektiviteten, sänka kostnaderna och höja kvaliteten på tjänster och produkter:  

• Smart vattenmätning: I ett samarbete mellan Kamstrup, Gelsenwasser AG och PHYSEC GmbH har tusentals vattenmätare bytts ut mot LoRaWAN®-mätare med TLS-kryptering för maximal datasäkerhet. I slutet av 2028 kommer totalt 180.000 att vara installerade. 
• Smart jordbruk: Kerlink och Sensoterra har implementerat ett system för övervakning av markfuktighet i Thorigné-Fouillard, Frankrike och Amsterdam, vilket har lett till minskad vattenförbrukning, ökad avkastning och kostnadsbesparingar tack vare lägre arbetskostnader. 
• Smarta städer: I Paris har staden installerat smart belysning som bidrar till stadsnätets ekosystem och möjliggör fjärrövervakning och fjärrstyrning av gatubelysningen. Resultatet har blivit energibesparingar, effektivare underhåll och ökad säkerhet för allmänheten. 
• Miljöövervakning: På grund av frekventa översvämningar har Malaysia installerat övervakningssensorer längs floder och översvämningsbenägna områden för att tillhandahålla ett varningssystem som mildrar effekterna på samhällena. Resultatet blev snabba larm som gav bättre respons, minskade översvämningsskador och förbättrad säkerhet för invånarna.