LoRa vs. 5G para transmisión de datos de IoT

La tecnología Wi-Fi puede ser apropiada para rangos de transmisión limitados, pero para distancias más largas, querrá considerar usar una conexión celular 5G o tecnología LoRa y el protocolo LoRaWAN (red de área amplia de largo alcance).

Existen ventajas y desventajas para ambas opciones, y cuál usar depende de una serie de factores. En este artículo, analizaremos varios aspectos para considerar al momento de elegir entre LoRa y una conexión celular 5G.

Tasa de transferencia de datos (enorme ventaja de 5G)

Si necesita una alta tasa de transferencia de datos desde su elemento de IoT, realmente no hay competencia. 5G gana ampliamente. Las velocidades de transmisión suelen ser muchas decenas de megabits por segundo y pueden alcanzar el rango de gigabits en condiciones adecuadas. En teoría, las velocidades de transmisión de LoRa pueden ser de hasta 20 kilobits por segundo, pero suelen ser mucho más lentas y los datos se envían en ráfagas cortas. LoRaWan transmite en una dirección a la vez y les da prioridad a las transmisiones de enlace ascendente, desde el terminal hasta la puerta de enlace de IoT. Por lo tanto, si necesita comunicación de audio o video, o incluso un flujo constante de datos, 5G suele ser una opción mucho más adecuada que LoRa.

Latencia (ventaja de 5G)

Al igual de lo que ocurre con la tasa de transferencia de datos, 5G generalmente tiene la ventaja en capacidad de respuesta. Según el operador y las condiciones, la latencia de 5G puede estar en el rango de decenas de milisegundos. Si bien es más alta que en las conexiones Ethernet por cable o Wi-Fi, sigue siendo bastante buena, y este retraso pasaría desapercibido en la mayoría de las aplicaciones.

Sin embargo, LoRaWAN habitualmente se implementa de tal manera que el dispositivo final entra en modo de suspensión la mayor parte del tiempo y se activa de forma intermitente para enviar y recibir mensajes. Esto significa que solo puede obtener actualizaciones o enviar mensajes a un nodo LoRaWAN una vez cada algunos minutos, o incluso menos. LoRaWAN se puede implementar como Clase C, donde los nodos finales escuchan de manera continua los mensajes. No obstante, esto es perjudicial para la vida útil de la batería y normalmente se usaría de manera temporal.

Por lo tanto, LoRaWAN no es la mejor opción cuando necesita una transmisión de datos instantánea. Sí funciona bastante bien cuando necesita conocer estadísticas que cambian lentamente, como la temperatura, el nivel del agua o incluso si un dispositivo se ha registrado con una señal de "latido" o para estadísticas de monitoreo basadas en condiciones donde el tiempo no es un factor crítico.

Gastos de capital y costos permanentes (ventaja de LoRaWAN)

LoRa opera en longitudes de onda sin licencia (en los Estados Unidos, entre 902 y 928 MHz) y, por lo tanto, puede ser utilizado por cualquier persona, sin costos permanentes. Los módems celulares, por su naturaleza, requieren una infraestructura de operador y, por lo tanto, tarifas de suscripción. Empresas como Hologram y Adafruit ofrecen opciones a precios razonables para ayudar a que su proyecto esté en la red celular pero, en definitiva, el servicio es un gasto permanente.

Una conexión celular podría ofrecer ventajas en cuanto a la facilidad de implementación. Puede obtener ayuda para configurar una red LoRaWAN a través de organizaciones como The Things Network pero, en última instancia, hay una serie de conceptos que deberá digerir e implementar para que su red LoRaWAN funcione. Los proveedores de telefonía celular tienen la infraestructura existente disponible para su uso, a cambio de una tarifa. Aunque sea nominalmente más costoso en términos de cargos por servicio, si el uso de un proveedor de telefonía celular le ahorra problemas de configuración inicial y mantenimiento continuo, estos gastos deben tenerse en cuenta.

Duración de la batería y consumo de energía (ventaja de LoRaWAN)

Tanto los dispositivos celulares 5G como los transmisores LoRaWAN se pueden poner en suspensión según sea necesario y solo activarlos para transmitir datos. Sin embargo, LoRaWAN puede enviar señales de forma muy eficiente para maximizar su rango de transmisión con respecto a la potencia de salida real. Las señales de LoRaWAN están diseñadas para ser breves y es posible que ni siquiera usen una señal de reconocimiento desde la puerta de enlace, lo que preserva el espacio de RF y la duración de la batería. La desventaja aquí es que las señales críticas pueden perderse y no repetirse, y estas son las ventajas y desventajas que deben tenerse en cuenta al elegir entre la infraestructura 5G o LoRaWAN.

Rango (ventaja de 5G, habitualmente)

Dada la implementación generalizada de la tecnología celular, el rango de equipos 5G es casi ilimitado en muchas situaciones. No obstante, LoRaWAN en teoría puede transmitir datos a 850 km en el espacio libre y se ha probado a más de 200 km terrestres en condiciones ideales. El alcance de LoRaWAN, sobre todo en interiores, es mucho más corto.

Por otro lado, puede posicionar estratégicamente las puertas de enlace, que a su vez pueden usar tecnología 5G, a fin de optimizar la cobertura de LoRaWAN. También es posible usar una red de malla, haciendo rebotar una señal de nodo a nodo, con LoRaWAN para ampliar el rango de una señal y ciertamente, hay áreas donde la cobertura celular es irregular o inexistente. 5G es nominalmente el ganador aquí, pero habrá excepciones.

Cuándo usar 5G o LoRa

En resumen, cuando necesite un rendimiento de datos significativo y la duración de la batería no sea un problema, lo más probable es que 5G sea la mejor opción para su aplicación. Para los dispositivos que deben permanecer en el campo durante muchos días, meses o incluso años seguidos para verificar solo algunos bits de información, LoRaWAN puede ser la mejor solución.