- 2024 közepéig világszerte több mint 350 millió LoRaWAN eszközt és szenzort csatlakoztattak, és előrejelzések szerint ez a szám 2030-ra meghaladja a 3,5 milliárdot.
- A LoRa Alliance-ot 2015-ben alapították, a LoRaWAN-t hivatalosan 2021 végén hagyták jóvá globális ITU szabványként, és az ökoszisztéma több mint 500 tagvállalatot foglal magában.
- A LoRaWAN csillag a csillagban topológiát használ, ahol a végpontok adatokat küldenek a gateway-eknek, amelyek továbbítják azokat egy központi hálózati szerverhez, és bármely hatótávolságon belüli gateway fogadhatja az eszköz adását.
- A LoRaWAN lehetővé teszi az ultra-nagy hatótávolságot és alacsony energiafogyasztást: a gateway-ek 2–3 km-re lévő jeleket is érzékelnek sűrű városi területeken, 15 km felett vidéken, ideális körülmények között akár 48 km (30 mérföld) is lehet a rálátásos hatótáv, és az érzékelők tipikus elemélettartama 5–10 év.
- A LoRaWAN engedély nélküli ISM sávokban működik (pl. 868 MHz Európában, 915 MHz Észak-Amerikában), régiós szabályokkal, mint például Európában az 1%-os duty-cycle korlát, lehetővé téve privát hálózatokat és néhány száz dolláros gateway költségeket.
- Montevideo-ban (Uruguay) 70 000 LoRaWAN-hoz csatlakoztatott utcai lámpát telepítettek 200 km²-en, hogy akár 80%-kal csökkentsék az energiafelhasználást.
- Opelikában (Alabama) hét LoRaWAN antenna fed le egy 52 négyzetmérföldes területet, hogy szenzorokat hálózzanak be vasúti sínek mentén és más városi infrastruktúrán, minimális gateway használatával.
- A gazdaságokban a LoRaWAN támogatja a talajnedvesség- és klímaszenzorokat Ausztráliában a vízhasználat és a terméshozam növelése érdekében, míg európai szőlőültetvényeken és a libanoni Château Kefraya-ban szőlő- és talajmonitorozó szenzorokat telepítenek az öntözés optimalizálására.
- 2024-re legalább három cég kínált LoRaWAN-űrkapcsolatot, köztük a Lacuna Space és a Wyld Networks, amelyek műholdakat alakítanak LoRaWAN gateway-é.
- A konvergencia és az interoperabilitás fejlődik: 2023-ban a Sigfox üzemeltetők az UnaBiz-en keresztül csatlakoztak a LoRa Alliance-hoz, és folyamatban vannak az IPv6 LoRaWAN feletti bevezetésére, valamint egy Szabályozási Munkacsoport is dolgozik a spektrum és megfelelőség összehangolásán.
Csendes forradalom a városi és mezőgazdasági kapcsolódásban
Képzeljünk el utcai lámpákat, amelyek automatikusan igazodnak az energiatakarékosság érdekében, vagy növényeket, amelyek jeleznek a gazdáknak, ha vízre van szükségük – mindezt egy vezeték nélküli hálózaton keresztül, amely mérföldeken átível, és apró elemekkel évekig működik. Ez a LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) ígérete: egy alacsony fogyasztású IoT hálózati technológia, amely csendben hajtja a világ okos városait és okos gazdaságait. Az elmúlt néhány évben a LoRaWAN vezető platformmá vált az Internet of Things (IoT) területén, 2024 közepére világszerte több mint 350 millió eszközt és szenzort csatlakoztattak [1]. Az iparági szakértők előrejelzése szerint 2030-ra a LoRaWAN segít az alacsony fogyasztású IoT kapcsolatok számát 3,5 milliárd fölé emelni, lehetővé téve a valóban „tömeges IoT”-t globális szinten [2]. Ez a jelentés bemutatja, hogyan működik a LoRaWAN, miért előnyösebb más technológiáknál, és hogyan alkalmazzák a városi utcáktól a vidéki földekig – átalakítva a közlekedést, hulladékgazdálkodást, öntözést, állatállomány-figyelést és még sok mást a folyamat során.
„A LoRaWAN megszilárdította pozícióját, mint alapvető és piacvezető LPWAN technológia… Valóra váltjuk a Masszív IoT-t, és gyorsan növeljük a telepítések számát.” – Alper Yegin, a LoRa Alliance vezérigazgatója (2024) [3]
Mi az a LoRaWAN? Architektúra és főbb jellemzők
A LoRaWAN egy nyílt protokoll és hálózati architektúra, amelyet alacsony fogyasztású, nagy hatótávolságú eszközök internetre csatlakoztatására terveztek. A LoRa (a „Long Range”, azaz „hosszú hatótáv” rövidítése) technológiára épül, amelyet a Semtech talált fel. Egyszerűen fogalmazva, a LoRa az a speciális rádiójelzési módszer – úgynevezett chirped spread-spectrum modulációt használ –, amely lehetővé teszi, hogy apró eszközök több kilométeren keresztül is tudjanak adatot küldeni minimális energiafogyasztás mellett [4]. A LoRaWAN az a kommunikációs protokoll és rendszerarchitektúra, amely a LoRa rádió tetején fut, és meghatározza, hogyan csatlakoznak az eszközök a hálózathoz, hogyan történik az adatok titkosítása, valamint hogyan kezeli a hálózati szerver az adatokat[5].
Hálózati architektúra: A LoRaWAN csillag a csillagban topológiát használ. A terepen lévő kis vezeték nélküli szenzorok („végpontok”) LoRa rádión keresztül küldenek adatot a közeli átjárókhoz (más néven bázisállomásokhoz). Ezek az átjárók egyszerű továbbító eszközök – a szenzoradatokat az interneten vagy más háttérhálózaton keresztül egy központi hálózati szerverhez továbbítják [6]. A hálózati szerver hitelesíti az eszközöket, kiszűri a duplikált csomagokat, és az adatokat a megfelelő alkalmazásszerverekhez irányítja, amelyek felhasználják az információkat (például egy okosváros irányítópult vagy egy gazda öntözésvezérlő alkalmazása). Ez az architektúra lehetővé teszi, hogy egyetlen átjáró akár több ezer eszközt is kezeljen, és több átjáró átfedő lefedettséget biztosíthat beépített redundanciával [7]. Fontos, hogy a LoRaWAN eszközök nem egyetlen fix átjáróhoz csatlakoznak – bármely eszköz adását bármely hatótávolságon belüli LoRaWAN átjáró fogadhatja, ami maximalizálja a sikeres kézbesítés esélyét, és lehetővé teszi a nagy területű lefedettséget.
Alacsony energiafogyasztás és nagy hatótávolság: Ahogy a neve is sugallja, a LoRaWAN rendkívül nagy hatótávolságra és alacsony energiafogyasztásra van optimalizálva. A LoRa rendkívül érzékeny vevőinek köszönhetően egy LoRaWAN átjáró több kilométerre lévő eszközök szenzorjeleit is képes venni – akár 2–3 km sűrűn beépített városi területeken (épületekkel) és 15 km vagy annál is több nyílt vidéki területeken[8][9] [10]. Ideális körülmények között a Semtech 30 mérföldes (48 km) LoRa kapcsolatokat is jelentett vidéki, rálátásos környezetben [11]. Ez messze meghaladja a Wi-Fi vagy a Bluetooth, sőt a legtöbb mobilhálózati jel hatótávolságát is, lehetővé téve a város- vagy farmméretű lefedettséget akár néhány átjáróval. Eközben a LoRaWAN eszközök nagyon kevés energiát használnak: idejük nagy részét alvó üzemmódban töltik, és csak kis adatcsomagok továbbítására ébrednek fel. Egy tipikus, elemmel működő LoRaWAN szenzor akár 5–10 évig is működhet egyetlen elemmel [12] – ez kulcsfontosságú előny olyan alkalmazásoknál, mint a távoli mezőgazdasági szenzorok vagy parkolóórák, ahol a gyakori elemcsere nem lenne praktikus.
Nyílt szabvány és biztonság: A LoRaWAN nyílt szabvány, amelyet a LoRa Alliance (egy nonprofit iparági csoport, több mint 500 tagvállalattal) tart fenn. Valójában a LoRaWAN-t 2021 végén hivatalosan is globális szabványként fogadta el a Nemzetközi Távközlési Egyesület (ITU) [13], ami kiemeli nemzetközi elterjedtségét. A protokoll beépített biztonsággal rendelkezik, végponttól végpontig terjedő AES-128 titkosítást alkalmaz minden üzenetnél, valamint eszközhitelesítést a hamisítás megelőzésére [14]. Támogatja továbbá a fontos IoT követelményeket, mint például a kétirányú kommunikációt (így az eszközök nemcsak szenzoradatokat tudnak küldeni, hanem parancsokat is fogadhatnak), valamint az eszközök mobilitását és lokalizációs szolgáltatásait (pl. eszközök hozzávetőleges helyének követése rádiójelek alapján) [15]. Ezek a funkciók alkalmassá teszik a LoRaWAN-t a legkülönfélébb IoT felhasználási területekre, miközben az adatok biztonságban maradnak.
Engedély nélküli spektrum: A LoRaWAN engedély nélküli ISM sávokban működik – ugyanabban az ingyenes spektrumban, amit például a Wi-Fi vagy a garázsajtó-nyitók is használnak – jellemzően olyan sub-GHz frekvenciákon, amelyek jól terjednek. Gyakori sávok: 868 MHz Európában, 915 MHz Észak-Amerikában, és hasonló tartományok Ázsiában és más régiókban [16]. Mivel engedély nélküli, bárki létrehozhat LoRaWAN hálózatot anélkül, hogy spektrumlicencet kellene vásárolnia. A különböző régiókban eltérő szabályozások vonatkoznak az adásra (például Európában 1%-os duty cycle korlátot írnak elő az eszközök adására a torlódás elkerülése érdekében). A LoRaWAN regionális paraméterekkel alkalmazkodik a helyi szabályokhoz, és a LoRa Alliance együttműködik a szabályozókkal a spektrumhasználat harmonizálása érdekében – sőt, a LoRaWAN-t új területekre is kiterjeszti, például a műholdas IoT kapcsolatokra (műholdakat használva LoRaWAN átjátszóként) a nem-földi hálózatok spektrumának összehangolásával [17].
Hogyan viszonyul a LoRaWAN más IoT technológiákhoz
A LoRaWAN az alacsony fogyasztású, nagy hatótávolságú hálózatok (LPWAN-ok) csoportjába tartozik, olyan alternatívákkal együtt, mint a Sigfox, NB-IoT/LTE-M (celluláris IoT) és mások. Mitől emelkedik ki a LoRaWAN?
- Ultrahosszú hatótávolság: A rövid hatótávolságú vezeték nélküli technológiákhoz (Wi-Fi, Zigbee, Bluetooth) képest a LoRaWAN hatótávolsága nagyságrendekkel nagyobb. Egyetlen LoRaWAN átjáró lefedhet egy egész várost vagy több tucat négyzetkilométert [18], míg a Wi-Fi vagy Zigbee csak egy épületet vagy egy háztömböt fed le. Még a celluláris IoT (NB-IoT) lefedettségét is korlátozza a bázisállomások elhelyezkedése; a LoRaWAN lehetővé teszi, hogy bármely szervezet oda telepítsen nagy hatótávolságú bázisállomást, ahol szükség van rá. Ez ideálissá teszi kiterjedt telepítésekhez, például farmokon vagy nagyvárosokban, ahol egységes lefedettség szükséges, beleértve az alagsori vagy nehezen elérhető helyeket, amelyeket a mobilhálózatok esetleg nem fednek le [19]. A LoRa erős jelátvitele elérheti az érzékelőket pincékben, aknákban vagy sűrűn beépített épületekben is, ahol a magasabb frekvenciájú hálózatok nehezen boldogulnak [20].
- Alacsony fogyasztás = Hosszú akkumulátor-élettartam: A LoRaWAN eszközöket úgy optimalizálták, hogy minimális energiát használjanak. Alacsony bitrátával továbbítanak, és többnyire alvó módban maradnak. Ez akár egy évtizedes akkumulátor-élettartamot is eredményezhet a terepen [21]. Ezzel szemben a mobilhálózati modulok (még az NB-IoT is) gyakran többet fogyasztanak a hálózati többletterhelés miatt, a rövid hatótávolságú rádiók, mint a Wi-Fi pedig teljesen alkalmatlanok többéves akkumulátoros működésre. Egy elemzés szerint a LoRaWAN szenzorok 3–7-szer jobb akkumulátor-élettartamot kínálnak, mint az összehasonlítható LPWAN alternatívák [22]. A hosszabb akkumulátor-élettartam közvetlenül alacsonyabb karbantartási költséget jelent – ami óriási tényező, ha több ezer szenzorra kell skálázni. Ahogy egy okosváros CIO-ja fogalmazott: „Nem akarjuk, hogy ez ma csillogó újdonság, holnap pedig teher legyen” a fenntartás szempontjából [23] – ez az a kritérium, ahol a LoRaWAN alacsony karbantartási igénye igazán kiemelkedik.
- Költséghatékony telepítés: Mivel a LoRaWAN szabad frekvenciasávban működik, és a hálózati infrastruktúrát (gateway-eket és szervereket) a felhasználó vagy egy harmadik fél is birtokolhatja és üzemeltetheti, a költségek rendkívül rugalmasak. Egy város vagy gazdálkodó viszonylag olcsón kiépítheti saját privát LoRaWAN hálózatát (egy gateway eszköz néhány száz dollár lehet), vagy előfizethet bármelyik nyilvános LoRaWAN hálózati szolgáltatásra. Nincs szükség drága, engedélyköteles frekvenciára vagy minden eszközre külön mobil előfizetésre. A mobil IoT-hez képest a LoRaWAN „rugalmas, alacsony költségű hálózatépítést” kínál, valamint szabadságot ad privát, közösségi vagy hibrid hálózatok létrehozására igény szerint [24], [25]. Valójában a LoRaWAN támogatja a barangolást és a hálózatok közötti összekapcsolást, így az eszközök zökkenőmentesen mozoghatnak a privát és nyilvános lefedettség között [26]. Ez a rugalmasság ösztönzi a versenyt és az innovációt – ahogy a LoRa Alliance is megjegyzi, a nyílt szabvány nagy szolgáltatói ökoszisztémát hozott létre, és segít a városoknak elkerülni a gyártói függőséget [27].
- Adatátviteli sebességek vs. alternatívák: A LoRaWAN hosszú hatótávolságának ára a alacsony adatátviteli sebesség – jellemzően csak 0,3 kbps-tól körülbelül 50 kbps-ig terjed, a rádió beállításaitól (terjedési tényező) függően. Ezt kis, ritka adatcsomagok, például szenzorleolvasások továbbítására tervezték, nem pedig videóstreamelésre vagy nagy sebességű adatokra. Ez az adatátviteli sebesség tekintetében hasonló a Sigfoxhoz és az NB-IoT-hoz. Ugyanakkor a LoRaWAN támogatja az adaptív adatátviteli sebességet, sőt, bizonyos helymeghatározási képességet is kínál GPS nélkül (a jelek több átjárón történő áthaladási idejének mérésével). Az olyan technológiák, mint a Sigfox, ultra-szűksávúak és szigorúan korlátozott üzenetszámot engednek, míg a LoRaWAN rugalmasabb üzenetütemezést és nagyobb hasznos teherbírást tesz lehetővé. Az 5G-hez vagy Wi-Fi-hez képest a LoRaWAN nem a sebességgel versenyez – az hatótávolság, energiahatékonyság és egyszerűség terén nyer az IoT feladatokhoz.
Összefoglalva, a LoRaWAN gyakran a megfelelő eszköz a nagyszabású szenzorhálózatokhoz, amelyeknek nagy területeket kell lefedniük olcsón és minimális energiafelhasználással. „A LoRaWAN számos előnnyel rendelkezik a versengő IoT technológiákkal, például a mobilhálózatokkal, Wi-Fi-vel és Bluetooth-tal szemben” – jegyzi meg egy IoT elemző, kiemelve a hosszú hatótávolságot, akkumulátor-hatékonyságot, alacsony költséget és biztonságot [28]. Nem helyettesíti a nagy sávszélességű hálózatokat, de ha több ezer elosztott eszközt kell összekötni – okosvárosi szenzorokat, mérőórákat, nyomkövetőket, mezőgazdasági monitorokat –, a LoRaWAN olyan arany középutat kínál, amit kevesen tudnak.
Okosvárosi alkalmazások: LoRaWAN a városi életben
A modern okosvárosokban a LoRaWAN a városi infrastruktúra és szolgáltatások összekapcsolásának egyik legfontosabb megoldásává vált. Az a képessége, hogy minimális eszközzel és költségvetéssel képes egész településeket lefedni, ideálissá teszi a helyi önkormányzatok számára, akik többet szeretnének kihozni az adatokból. A Beecham Research 2024-es iparági jelentése a LoRaWAN-t emelte ki, mint „költséghatékony, skálázható és fenntartható kapcsolódási megoldást” az okosvárosok számára, olyan kihívások kezelésére, mint a szennyezés, forgalmi torlódás, hulladékgazdálkodás és energiahatékonyság [29]. Nézzük meg, hogyan teszi lehetővé a LoRaWAN ezeket a felhasználási eseteket:
- Intelligens közvilágítás: A világ városaiban egyre több helyen cserélik le a hagyományos utcai lámpákat intelligens világítási rendszerekre, amelyek alkalmazkodnak a körülményekhez – például csökkentik a fényerőt alacsony forgalmú órákban, hibákat jeleznek, és energiát takarítanak meg. A LoRaWAN kiválóan alkalmas több ezer, a városban szétszórt utcai lámpa vezérlésére. Például Montevideo, Uruguay az egyik legnagyobb LoRaWAN-alapú intelligens közvilágítási projektet valósítja meg a világon, 70 000 utcai lámpát köt össze egy 200 km²-es területen [30]. Montevideóban a LoRaWAN-t alacsony összköltsége, biztonságos lefedettsége és a vezérlők hosszú akkumulátor-élettartama miatt választották [31]. Az új lámpáktól azt várják, hogy akár 80%-kal is csökkentik az energiafogyasztást, és egy városszintű LoRaWAN-hálózatot hoznak létre, amely más szolgáltatásokra is kiterjeszthető [32][33]. Indiában és a Közel-Keleten a Tata Communications hasonlóképpen több százezer utcai lámpát kötött össze LoRaWAN segítségével a legújabb okosváros-kezdeményezések során [34]. A hosszú hatótávolságú vezeték nélküli technológia használatával a városoknak nem kell minden lámpát bekábelezniük vagy a mobilhálózatra támaszkodniuk – néhány toronyra vagy épületre telepített átjáró képes egy egész város világítását kezelni. Az előny óriási energia-megtakarítás (egy jelentés szerint világszerte az intelligens közvilágítás akár 15 milliárd dollárt is megtakaríthat a városoknak a közüzemi költségeken az állandóan világító lámpák lecserélésével [35]), valamint proaktív karbantartás, mivel minden lámpa képes jelezni, ha működik, vagy ha kiégett az izzó.
- Intelligens hulladékgazdálkodás: Azok a nyilvános szemetesek és konténerek, amelyeket a városokban lát, szintén okosabbá válhatnak a LoRaWAN segítségével. Vezeték nélküli töltöttségszint-érzékelők értesíthetik a városi hulladékgazdálkodási osztályokat, amikor a kukák majdnem megteltek, így a szemétszállító teherautók optimalizálhatják az útvonalaikat, és elkerülhetik a túlcsorduló kukákat. Ezt már sikeresen kipróbálták olyan helyeken, mint Hollandia – holland városokban az „okos kukák” LoRaWAN érzékelőkkel jelzik, mikor van szükség ürítésre, így a hulladékszállító teherautók kihagyhatják a félig üres kukákat, és csökkenthetik a felesleges utakat [36]. Az eredmény alacsonyabb üzemanyagköltség, kevesebb forgalom és szennyezés a szemétszállítóktól, valamint tisztább utcák. Még a nagy hulladékgazdálkodási vállalatok is alkalmazzák az IoT-t: például a Suez LPWAN nyomkövetőket használ a hulladéktárolókon és teherautókon, hogy valós idejű adatokat kapjon a szemétgyűjtési mennyiségekről [37]. A nagy hatótávolságú lefedettségnek köszönhetően még a föld alatti hulladéktárolók vagy a parkokban lévők is elérhetők anélkül, hogy helyi Wi-Fi-t kellene telepíteni. Egyes önkormányzatok még tovább mentek, és otthoni okos kukákat telepítettek, amelyek lemérik a szemetet, és jelentik az újrahasznosításban való részvételt – a LoRaWAN ezeket is képes összekapcsolni a környéken, lehetővé téve a „fizess, amennyit dobsz ki” típusú számlázást vagy ösztönző programokat [38]. Mindez tisztább, hatékonyabb városokat eredményez.
- Forgalom- és parkoláskezelés: A városi forgalmi dugók és parkolóhely-hiányok olyan problémák, amelyeket az IoT segíthet enyhíteni. LoRaWAN szenzorokat építenek be parkolóhelyekbe, hogy érzékeljék, szabad vagy foglalt-e egy hely, és ezt az adatot továbbítják olyan alkalmazásoknak, amelyek a sofőröket a szabad parkolóhelyekhez irányítják. Olyan városok, mint Los Angeles és Párizs, már kipróbálták ezeket a rendszereket (egyesek LoRaWAN-t, mások alternatív LPWAN-okat használnak). A Cisco Smart Cities kezdeményezés megjegyzi, hogy a LoRaWAN ideális parkolószenzorokhoz, sőt, akár városi tulajdonú járművek vagy eszközök terepen történő nyomon követéséhez is [39]. Egy amerikai városban (Opelika, Alabama) a hivatalnokok LoRaWAN-t használtak arra, hogy lefedjenek egy 52 négyzetmérföldes területet, és különféle szenzorokat kapcsoljanak össze – beleértve a vasúti sínek mentén elhelyezett detektorokat, amelyek veszélyes gázszivárgásokat figyelnek egy forgalmas vasútvonal közelében [40]. Opelika mindössze 7 LoRaWAN antennával lefedte az egész várost, amit rövidebb hatótávolságú technológiával “száz Wi-Fi hozzáférési pontra” lett volna szükség [41]. A közlekedési lámpák esetében a LoRaWAN használható a vezérlődobozok monitorozására vagy akár a lámpák vezeték nélküli szinkronizálására is. A kanadai Calgary városa LoRa-alapú szenzorokat telepített forgalom- és zajmonitorozásra népszerű szórakozónegyedeiben, hogy jobban kezelje a torlódásokat és a zajpanaszokat [42]. Mindezek a példák azt mutatják, hogy egy alacsony költségű, nagy hatótávolságú hálózat hogyan javíthatja a városi mobilitást és csökkentheti a torlódásokat azáltal, hogy valós idejű adatokat gyűjt a közlekedési hálózat egészéből.
- Környezeti megfigyelés és klímareziliencia: Sok város már most is környezeti szenzorokból álló hálózatokat telepít – amelyek mérik a levegő minőségét (szennyezettségi szintjeit), a folyók vízminőségét, zajszintet, hőmérsékletet, páratartalmat, sőt sugárzást vagy árvízfigyelést is. A LoRaWAN-t gyakran használják ezekhez az alkalmazásokhoz, mert a szenzorokat a város teljes területén el lehet helyezni – tetőkön, utcai oszlopokon, csatornákban, parkokban – és mégis vissza tudnak jelenteni egy központi rendszerbe. Például LoRa-alapú légszennyezettség-figyelő rendszereket vezettek be a városi levegő minőségének valós idejű nyomon követésére [43]. Árvízérzékelők és csapadékmérők az okosvárosi árvízjelző rendszerekben szintén gyakran használnak LoRaWAN-t, mivel ezek lehetnek távoli patakmedrekben vagy szétszórva a vízfolyások mentén, de időben kell riasztást küldeniük a városi katasztrófavédelemnek. A nyílt LoRaWAN protokoll még a kis fogyasztású GPS nyomkövetőket is támogatja, amelyeket a városok eszközkövetésre használnak (pl. közbringa-állomány nyomon követése vagy a városi vadon élő állatok, háziállatok mozgásának figyelése) [44]. Mivel a LoRaWAN rádiójelek alapján képes eszközök helymeghatározására, lehetséges dolgokat követni anélkül, hogy minden eszköznek energiaigényes GPS chipre lenne szüksége – a hálózat több átjárónál mért jeltiming alapján közelíti meg az eszköz helyét. Ezt a technikát használják városi infrastruktúra követésére, sőt okos nyakörvekhez háziállatok vagy városi haszonállatok számára is [45].
- Okos közmű-mérés: Az egyik legjelentősebb okosváros-alkalmazás a LoRaWAN számára a közműórák – víz-, gáz- és villanyórák – összekapcsolása. Számos ország közműszolgáltatói IoT-kapcsolatot adnak az órákhoz, hogy lehetővé tegyék az automatikus leolvasást és a jobb igénykezelést. A LoRaWAN, mint „biztonságos, szolgáltatói szintű” kapcsolati lehetőség [46], több közműszolgáltató által is választott megoldás nagyszabású telepítésekhez. Például Franciaország és Németország városaiban tízezres nagyságrendben telepítettek LoRaWAN vízórákat, amelyek óránként jelentik a fogyasztást, lehetővé téve a gyorsabb szivárgásészlelést és a pontosabb számlázást. Hamburgban, Németországban a közműszolgáltató (Stromnetz Hamburg) városszintű LoRaWAN-hálózatot épített ki elsősorban al-mérésre és okos energia menedzsmentre az épületekben [47]. Mivel a LoRa jelek elérik a pincékben vagy föld alatti aknákban lévő órákat is, kiválóan alkalmasak a közmű-infrastruktúrához. Egy LoRaWAN bázisállomás egy egész kerületben több ezer vízórától tud adatot gyűjteni, jelentősen csökkentve a leolvasás költségeit. További előny, hogy ha a hálózat már kiépült a méréshez, azt más városi szenzorokhoz is fel lehet használni minimális többletköltséggel – így egy átfogó okosváros-hálózat építhető ki. Ez a „meglévő LoRaWAN-infrastruktúra többszörös felhasználása” gyakori téma a városokban: Montevideo közvilágítási hálózatát például kifejezetten többcélú infrastruktúraként tervezték, amely hulladék-, víz- és más okosváros-alkalmazásokat is képes kiszolgálni ugyanazon LoRaWAN átjárókon keresztül [48].
Ezek a példák csak a felszínt karcolják. A közbiztonságtól (tűzcsapok és riasztók összekapcsolása) a okos épületekig (HVAC és jelenlét figyelése), valamint a katasztrófa-figyelmeztető rendszerekig (földrengés- vagy földcsuszamlás-érzékelők), a LoRaWAN rugalmas „idegrendszerként” bizonyult egy okosváros számára. „A LoRa eszközök és a nyílt LoRaWAN protokoll lehetővé teszik azokat az okos IoT-alkalmazásokat, amelyek bolygónk legnagyobb kihívásaira adnak választ: energia-menedzsment, természeti erőforrások csökkentése, szennyezés-ellenőrzés, infrastruktúra-hatékonyság, katasztrófa-megelőzés és még sok más,” jegyzi meg a LoRa fejlesztője, a Semtech [49]. Lényegében a LoRaWAN gyakorlati módot ad a városoknak arra, hogy mindenhol adatot gyűjtsenek – így a lámpaoszlopok, buszok, kukák és csatornák is információforrássá válnak – anélkül, hogy túllépnék a költségvetést vagy teljesen át kellene alakítani a meglévő infrastruktúrát.
„Az okos város megoldások iránti növekvő keresletet az urbanizáció és a fenntartható fejlődés szükségessége hajtja… Ahogy a városok olyan kihívásokkal szembesülnek, mint a szennyezés, a forgalom, a hulladékgazdálkodás és az energiahatékonyság, a LoRaWAN-alapú IoT technológiák alkalmazása elősegítheti az erőforrások jobb kezelését és javíthatja a lakosok életminőségét.” – Alper Yegin, a LoRa Alliance vezérigazgatója (2024) telconews.in Smart Agriculture: LoRaWAN a gazdaságban Távol az urbánus dzsungeltől, a LoRaWAN az agrárszektorban is hullámokat kelt, elhozva az „okos gazdálkodás” vagy precíziós mezőgazdaság korszakát. A farmok és tanyák gyakran hatalmas, távoli területeken helyezkednek el, ahol a kapcsolódás ritka, és az áram- vagy internetkábelek kiépítése kivitelezhetetlen. A LoRaWAN hosszú hatótávolságú, vezeték nélküli és akkumulátorbarát kialakítása tökéletesen illik a földek, üvegházak és legelők digitális világhoz való csatlakoztatásához. Ahogy egy mezőgazdasági IoT szakértő fogalmazott: „Az IoT a gazdálkodás jövőjét a következő szintre emeli”, és a LoRaWAN ennek a forradalomnak kulcsfontosságú lehetővé tevője actility.com. Íme néhány példa arra, hogyan alkalmazzák a LoRaWAN-t a gazdaságokban: Talaj- és növényfigyelés: Talán a legjelentősebb alkalmazás a talajnedvesség-érzékelők és klímaérzékelők használata a földeken az öntözés és a növényegészség optimalizálására. A talajba helyezett, LoRaWAN-hoz csatlakozó kis szondák valós idejű adatokat szolgáltatnak a különböző mélységekben mért nedvességről, a talajhőmérsékletről, sőt, akár a tápanyagszintekről is. Ezek az adatok egy irányítópultra kerülnek, ahol az öntözőrendszerek vezérelhetők. Például a termelők láthatják, melyik földterület száraz, és csak ott öntöznek, ahol szükséges, ezzel rengeteg vizet és energiát takarítva meg. Ausztráliában a nagygazdaságok LoRaWAN talajnedvesség- és időjárás-érzékelőket használnak a vízhasználat hatékonyságának növelésére és a terméshozam fokozására atomsenses.com. Európai és közel-keleti szőlőültetvényeken LoRaWAN szenzorhálózatokat telepítettek, hogy rögzítsék a különböző szőlőtáblák mikroklímáját – például a páratartalmat, levélnedvességet és hőmérsékletet –, így jobban irányítható az öntözés, sőt, a betegségek előrejelzése is lehetővé válik. A libanoni Château Kefraya kiterjedt szőlőbirtoka technológiai cégekkel együttműködve LoRaWAN szenzorokat telepített a szőlőtőkékre és a talajba, automatizálva ezzel az addig kézzel és fáradságosan végzett adatgyűjtést actility.com. A borászok arról számoltak be, hogy ez az IoT-megközelítés javította a szőlő minőségét, és segített olyan döntések meghozatalában, mint az öntözés ideje és mennyisége, ami jobb bor előállításához vezetett alacsonyabb költségek mellett actility.com.Okos öntözőrendszerek: A talajmegfigyeléshez kapcsolódik a automatizált öntözésvezérlés LoRaWAN használatával. Az okos öntözésvezérlők képesek fogadni a LoRaWAN talajérzékelőktől érkező adatokat, majd ennek megfelelően nyitják vagy zárják a szelepeket (vagy riasztást küldenek a gazdák telefonjára). Egy európai olajfaültetvényen végzett pilot során egy LoRaWAN-alapú öntözési platform jelentősen csökkentette a vízfelhasználást a terméshozam megtartása mellett [50]. A LoRaWAN nagy hatótávolsága itt különösen előnyös, mert egyetlen átjáró a farm silóján képes kommunikálni a több száz hektáron szétszórt talajérzékelőkkel. A vállalatok LoRaWAN-kompatibilis szelepmozgatókat és szivattyúvezérlőket vezettek be, amelyek lehetővé teszik a gazdák számára az öntözési ütemtervek távoli kezelését. Ez rendkívül hasznos a vízhiánnyal küzdő régiókban – ha csak akkor és ott öntöznek, amikor és ahol szükséges, a mezőgazdaság fenntarthatóbbá válik. Egy ázsiai esettanulmányban a LoRaWAN érzékelőket használták a váltakozó árasztás és szárítás (AWD) víztakarékos gyakorlat bevezetésére rizsföldeken, amivel alacsonyabb vízfelhasználást és még a metánkibocsátás csökkenését is elérték a rizsföldeken [51]. A LoRaWAN érzékelők alacsony költsége lehetővé teszi, hogy akár nagy, alacsony haszonkulcsú gazdaságokat is felszereljenek több tucat érzékelővel és működtetővel, ami a mobilhálózatos eszközökkel költségproblémát jelentene. Állatállomány nyomkövetése és egészsége: Az állattenyésztők is alkalmazzák a LoRaWAN-t, hogy szemmel tartsák nyájaikat. A hagyományos állattartás során gyakran ki kell menni a távoli legelőkre, hogy megtalálják és ellenőrizzék a szarvasmarhákat – de most már okos fülcímkék és nyakörvek képesek továbbítani az állat GPS-pozícióját és akár biometrikus adatait is LoRaWAN-on keresztül. Hollandiában a tejgazdaságok LoRaWAN nyakörveket használnak minden tehén helyzetének és aktivitásának figyelésére, segítve a gazdákat az egészségügyi problémák (például ha egy tehén kevesebbet mozog betegség miatt) felismerésében és a legeltetés hatékonyabb kezelésében [52]. Mivel a LoRa jelek egyetlen antennával lefedhetik az egész farmot egy dombon, a tehenek szabadon mozoghatnak, miközben kapcsolatban maradnak. Ausztráliában és az Egyesült Államokban több startup kínál LoRa-alapú szarvasmarha-nyomkövető rendszereket, ahol a farmon elhelyezett napelemes LoRaWAN átjárók továbbítják a több száz megjelölt állat pozícióját egy felhőalapú platformra. Ez nemcsak időt takarít meg (nincs több órás keresgélés az elkóborolt állatok után), hanem javítja az állatjólétet is – a gazdák értesítést kapnak, ha egy állat nem mozdult (esetleges sérülés) vagy átlépte a határt. A LoRaWAN nagy hatótávolsága még dombos vagy erdős terepen is nagy előny az állatállomány nyomkövetésében olyan távoli legelőkön, ahol gyenge a mobilhálózati lefedettség. A címkék akár több éves akkumulátor-élettartammal is rendelkezhetnek, ellentétben a GPS-nyakörvekkel, amelyeket hetente kell tölteni. A nagytestű állatokon túl a LoRaWAN-t használják baromfi- és sertéstelepeken is az ólak körülményeinek megfigyelésére: az érzékelők valós időben mérik a hőmérsékletet, páratartalmat, ammóniaszintet és a takarmány mennyiségét, így a gazdák azonnal értesülnek a csirkeólakban vagy sertésólakban felmerülő problémákról, ami jobb állategészséget és termelékenységet eredményez [53]. Klíma- és időjárásállomások: A gazdaságok nagyon érzékenyek az időjárásra. A LoRaWAN számos időjárásállomást és mikroklíma-érzékelőt támogat, amelyek szétszórhatók a földeken, hogy hiperhelyi adatokat szolgáltassanak. Ezek az állomások mérhetik a csapadékot, a szélsebességet, a napsugárzást és más mutatókat, és vezeték nélkül jelenthetnek vissza. Például egy citrusültetvényen LoRaWAN fagyérzékelők küldhetnek riasztást, amikor az ültetvény hőmérséklete megközelíti a fagypontot, így a gazda be tudja kapcsolni a fagyvédelmi intézkedéseket. Saját LoRa időjárás-érzékelő hálózatuk révén a gazdák nem csak a távoli állami időjárási adatokra támaszkodnak – közvetlenül a saját földjeiken kapják meg az aktuális viszonyokat, ami pontosabb döntéseket tesz lehetővé a vetés, aratás vagy permetezés terén. Egy LoRaWAN időjárás-integráció automatizált rendszereknek is továbbíthat adatokat; például, ha erős szelet észlelnek, a drón bevetését el lehet halasztani, vagy ha nagy esőt érzékelnek, az öntözési ütemterv módosulhat. Mivel a LoRaWAN lefedheti az egész birtokot, további időjárás-érzékelők hozzáadása egyszerű, előfizetési díjak nélkül. Ez demokratizálja azokat az adatokat, amelyek korábban költségesek voltak. Eszköz- és berendezésfigyelés: A modern gazdaságokban sok mozgó alkatrész van – traktorok, gépek, üzemanyagtartályok, silók, hűtőházak stb. A LoRaWAN-t használják mezőgazdasági eszközök nyomon követésére (például GPS egységekkel a traktorokon vagy kombájnokon), valamint a gazdasági eszközök állapotának figyelésére. Például az üzemanyagtartályokon lévő érzékelők jelenthetik az üzemanyagszintet, így az utánpótlás éppen időben érkezhet. LoRaWAN szintérzékelőkkel felszerelt gabonasilók lehetővé teszik a gazdáknak, hogy távolról lássák, mennyi gabona van tárolva, és hogy a körülmények (hőmérséklet/páratartalom) biztonságosak-e a romlás megelőzéséhez [54]. Léteznek LoRaWAN méhkaptár-figyelők is, amelyek a kaptárak belső viszonyait követik a jobb beporzásmenedzsment érdekében [55]. Az egyik legnagyobb előny a mezőgazdaságban a munkaerő-megtakarítás – néhány évtizeddel ezelőtt a gazdálkodási információk nagy része a földek fizikai bejárásából vagy kézi adatnaplózásból származott. Most egy LoRaWAN érzékelőhálózat automatizálhatja az adatgyűjtést. A gazdák adatvezérelt döntéseket hozhatnak a táblagépükről vagy telefonjukról, így a korlátozott munkaerőt a leginkább figyelmet igénylő területekre összpontosíthatják. Ennek eredményeként a LoRaWAN-t használó gazdaságok magasabb hozamról, csökkentett inputköltségekről és hatékonyabb működésről[56] számoltak be. „Megdöbbentett, mennyit segített az IoT – különösen a LoRaWAN – a szőlészeti mérnököknek a bor minőségének javításában, és így a borkészítésben is. Az IoT a mezőgazdaság és a gazdálkodás jövőjét a következő szintre emeli.” – Maher Choufani, IoT projektmenedzser egy libanoni okosszőlőültetvényen [57][58]
A LoRaWAN mezőgazdaságban való elterjedése része annak a szélesebb körű trendnek, amely a precíziós gazdálkodás felé mutat, ahol minden vízcseppet és minden növényt mérnek a növekedés és a fenntarthatóság optimalizálása érdekében. A LoRaWAN képessége, hogy a farm legeldugottabb sarkait is összekösse, olyan eszközökkel, amelyek akár évszakokon át is működnek egyetlen elemmel, megnyitja az utat a adatvezérelt, nagyléptékű gazdálkodás előtt. A kis családi gazdaságoktól a nagy ipari termelőkig sokan most kísérleteznek vagy vezetnek be LoRaWAN rendszereket – gyakran kormányzati okos mezőgazdasági támogatások vagy élelmiszeripari szereplők ellátási lánc hatékonyságát javító kezdeményezései révén. A technológia bizonyítja értékét a terméshozam növelésében, a pazarlás (víz, műtrágya, üzemanyag) csökkentésében, és abban, hogy a gazdák nyugodtabbak lehetnek, hiszen „egy pillantással” átláthatják teljes gazdaságukat. Röviden: a LoRaWAN segít kiváltani a mezőgazdaságban évszázadok óta jelen lévő találgatásokat, és helyette kemény adatokat ad, amelyek bárhonnan elérhetők a felhőn keresztül.
Globális elterjedés, iparági szereplők és szabályozási trendek
A LoRaWAN lendülete nem korlátozódik néhány technológiailag fejlett városra vagy farmra – mára globális IoT-jelenséggé nőtte ki magát, amely mögött széles vállalati és közszféra-kezdeményezésekből álló ökoszisztéma áll. 2024-re a LoRa Alliance jelentése szerint LoRaWAN hálózatok több mint 170 országban működnek, beleértve több mint 170 nagy távközlési szolgáltató telepítéseit, valamint megszámlálhatatlan magánhálózatot is [59]. Ez a szakasz bemutatja a LoRaWAN fejlődését előmozdító főbb szereplőket, valamint a használatát alakító szabályozási/politikai környezetet.
Iparági szövetség és főbb vállalatok: A LoRa Alliance (alapítva: 2015) központi szerepet játszik a szabvány és az ökoszisztéma koordinálásában. Tagjai között több száz vállalat található – a chipgyártóktól és eszközgyártóktól a hálózatüzemeltetőkön és felhőplatformokon át. A LoRa rádiótechnológiát kifejlesztő Semtech Corporation kulcsfontosságú alapító tag, de sokan mások is csatlakoztak. A LoRaWAN ökoszisztéma kiemelkedő vállalatai közé tartoznak:
- Semtech: LoRa chipek és rádiók gyártója, amelyeket szenzorokba és átjárókba építenek. Lényegében a LoRa technológia kapuőre (bár ma már más chipgyártóknak is licenceli), a Semtech a LoRaWAN IoT-kapcsolat élharcosa. Chipjeik mindenben megtalálhatók az okos egérfogóktól az ipari mérőórákig.
- Hálózatüzemeltetők: Számos speciális IoT hálózatüzemeltető épített ki LoRaWAN hálózatokat. Például az Senet az Egyesült Államokban az egyik legnagyobb nyilvános LoRaWAN hálózatot működteti, amely több mint 1 300 várost és 55 millió embert fed le 29 államban [60]. Az Everynet egy másik példa, amely szolgáltatói szintű LoRaWAN hálózatokat üzemeltet Európában, Ázsiában és Amerikában (az Everynet hálózata több tucat országra terjed ki; nemrég a svéd Netmore felvásárolta, hogy globális LoRaWAN üzemeltetőt hozzanak létre 17 országban [61]). A hagyományos távközlési cégek is átvették a LoRaWAN-t: például az Orange és a Bouygues Telecom Franciaországban korai alkalmazók voltak, országos LoRaWAN-t telepítettek 2016 körül; a Tata Communications Indiában hatalmas LoRaWAN hálózatot épített ki, amely több száz várost fed le India Smart City Mission programjának részeként [62]. Dél-Koreában az SK Telecom és a KT, Svájcban a Swisscom, Hollandiában a KPN, valamint az Egyesült Államokban a Comcast MachineQ további példák nagy üzemeltetőkre, amelyek LoRaWAN szolgáltatásokat indítottak. Ma már több tucat nyilvános LoRaWAN üzemeltető létezik; a LoRa Alliance például 2024 végére világszerte 166 LoRaWAN hálózatüzemeltetőt számolt össze [63].
- Közösségi hálózatok: A LoRaWAN-nek van egy alulról szerveződő oldala is. A The Things Network (TTN) egy globális, közösségi alapon működő hálózat, ahol önkéntesek telepítenek átjárókat, és ingyenesen megosztják a lefedettséget. A TTN Amszterdamban indult, és világszerte elterjedt, bemutatva a nyílt közösségi IoT erejét. Egy másik, nagy figyelmet kapott példa a Helium, „Az emberek hálózata”, amely kriptoösztönzött megközelítést alkalmazott: magánszemélyek üzemeltetnek LoRaWAN hotspotokat, és kriptovalutát keresnek, amikor az átjárójuk eszközforgalmat bonyolít. 2021 csúcsán a Helium telepítései robbanásszerűen megnőttek – egy év alatt 7 000 hotspotról több mint 175 000 hotspotra 123 országban[64] –, így ez lett az egyik legnagyobb LoRaWAN hálózat lefedettség alapján. (A Helium azóta fókuszt váltott, és integrálódott más hálózatokkal, például a Senettel [65], de bemutatott egy újszerű, decentralizált modellt a hálózatépítésre.) Ezek a közösségi hálózatok kiegészítik a kereskedelmi telepítéseket, gyakran lefedettségi hiányokat pótolnak, és elősegítik az innovációt azzal, hogy bárki alacsony költséggel kísérletezhet az IoT-vel.
- Megoldásszolgáltatók és integrátorok: Virágzó piac alakult ki azon cégek körében, amelyek teljes körű LoRaWAN megoldásokat kínálnak specifikus iparágak számára. Például a Actility (Franciaország) a ThingPark platformot nyújtja – egy LoRaWAN hálózati szerver és menedzsment megoldás –, és világszerte együttműködik szolgáltatókkal és vállalatokkal. Az Actility olyan projekteket támogatott, mint a Montevideo-i világítási telepítés és az ausztráliai országos hálózatok [66]. A TeKTELIC (Kanada) a LoRaWAN bázisállomások és szenzorok egyik fő gyártója, gyakran jelenik meg közmű- és városi telepítéseknél. A MultiTech, Kerlink, Laird Connectivity és Cisco mind gyártanak LoRaWAN átjáró hardvert. Az eszközoldalon számos cég, mint például a Decentlab, Dragino, Digital Matter, Microchip, Murata (és sok más) tervez LoRaWAN szenzorokat, modulokat és nyomkövetőket különféle igényekre. Még a nagy márkák is LoRaWAN végfelhasználók: logisztikai cégek használják LoRaWAN-t eszközök nyomon követésére az ellátási láncban, olaj- és gázipari vállalatok csővezetékek és tartályok monitorozására, valamint kiskereskedelmi/élelmiszerláncok létesítményfelügyeletre vezették be a LoRaWAN-t. 2024-ben a LoRa Alliance kiemelte, hogy olyan cégek, mint a Starbucks, Volvo, Chevron, Chick-fil-A és Logitech mind alkalmazzák a LoRaWAN-t működésük során [67] – ez is mutatja, mennyire elterjedtté vált a technológia a vállalati IoT területén.
Közösségi infrastruktúra kezdeményezések: A kormányok és közintézmények is többféleképpen támogatták a LoRaWAN-t. Az Európai Unió IoT tesztkörnyezeteket és finanszírozási programokat támogatott, amelyek LoRaWAN telepítéseket is tartalmaznak okosvárosok és mezőgazdaság számára a tagállamokban. Például több EU-s kutatási projekt is bemutatta a LoRaWAN-t környezetmonitorozásra vidéki területeken (erdők, biodiverzitás stb. megfigyelése). Indiában a kormány Smart Cities Mission programja ösztönözte a városokat, hogy IoT-t használjanak a városi fejlesztésekhez; a Tata Communications országos LoRaWAN hálózata részben ehhez a programhoz igazodott, és ma már számos városi projektet köt össze az utcai világítástól a parkolásig [68]. Kínában városi szintű hálózatokban is használták a LoRaWAN-t (bár ott az államilag támogatott NB-IoT dominánsabb, néhány kínai város mégis alkalmazza a LoRaWAN-t speciális magáncélokra, például gyárparkokban vagy egyetemi campusokon). Ausztráliában és Új-Zélandon kormányzati finanszírozású mezőgazdasági IoT zónák jöttek létre, ahol a LoRaWAN segíti a gazdákat az új technológiák kipróbálásában. Az Egyesült Államokban, bár nincs országos LoRaWAN hálózat, olyan városok önkormányzatai, mint Los Angeles, Chicago és New York, pilot programokat futtattak LoRaWAN-nal például árvízérzékelők és hulladékgazdálkodás céljából, gyakran startupokkal együttműködve. A LoRaWAN relatív megfizethetősége vonzóvá teszi a közszféra IoT számára: egy város töredékéért kiépíthet egy dedikált IoT hálózatot, mintha ugyanezt mobil vagy vezetékes kapcsolattal tenné.
Egy figyelemre méltó szakpolitikai irányzat az IoT hálózatok interoperabilitásának és együttélésének előmozdítása. A LoRaWAN és egykori versenytársa, a Sigfox története szemléletes példa. A Sigfox (egy saját fejlesztésű, ultra-szűksávú technológiát használó LPWAN) korábban párhuzamos ökoszisztéma volt, de pénzügyi nehézségek után a Sigfox üzemeltetői (jelenleg UnaBiz néven) valójában csatlakoztak a LoRa Alliance-hoz 2023-ban, és elkezdték a Sigfox úgynevezett „0G” technológiájának összekapcsolását a LoRaWAN hálózatokkal [69]. Valójában az UnaBiz és partnerei integrálják a Sigfox protokollokat LoRa chipekre, és egyesített ajánlatokban kombinálják a LoRaWAN és Sigfox lefedettséget [70]. Ez a LPWAN piacon konszolidációt jelez: a LoRaWAN gyakorlatilag a de facto szabvánnyá vált a nem engedélyköteles LPWAN esetében, és még a korábbi versenytársak is igazodnak hozzá. Eközben az engedélyezett spektrum oldalon a mobilszolgáltatók továbbra is az NB-IoT-t és az LTE-M-et népszerűsítik az IoT számára. Azonban sokan nem vagy-vagy helyzetet látnak, hanem kiegészítő jövőt – LoRaWAN bizonyos felhasználási esetekre és privát hálózatokra, mobil IoT másokra. Figyelemre méltó, hogy a LoRaWAN előrébb jár a műholdas IoT szolgáltatások integrációjában: 2024-re legalább három cég (mint a Lacuna Space és a Wyld Networks) kínált LoRaWAN-űrből elérhető kapcsolatot, lényegében műholdakat LoRaWAN átjárókká alakítva, hogy elérjék a távoli területeket [71]. A szabályozók (olyan szervezeteken keresztül, mint az ITU és a nemzeti távközlési hatóságok) azon dolgoznak, hogy spektrumot osszanak ki ezekhez a műholdas IoT kapcsolatokhoz, hogy egy LoRa eszköz zökkenőmentesen tudjon műholdon keresztül csatlakozni, ha földi lefedettségen kívül esik [72]. Ez a nem-földi kiterjesztés jelentősen javíthatja a lefedettséget tengeri, vadonbeli és katasztrófa-elhárítási helyzetekben – és a LoRaWAN ebben élen jár a többi LPWAN technológiához képest.A spektrum politika szempontjából, mivel a LoRaWAN megosztott sávokat használ, hangsúly van a méltányos használaton és az interferencia kezelésén. Maga a LoRaWAN protokoll is úgy van kialakítva, hogy „udvarias” legyen a spektrumban: adaptív adatsebességet használ a légidő minimalizálására, és olyan régiókban, mint Európa, betartja a duty cycle korlátokat. Az USA-ban követi az FCC szabályait a frekvenciaugrásos szórt spektrumú eszközökre. Eddig nem voltak komolyabb szabályozási akadályok a LoRaWAN számára – sőt, a szabályozók értékelik, hogy új spektrum kiosztása nélkül ösztönzi az IoT innovációt. A további növekedés formálisabb iránymutatásokat hozhat, de a LoRa Alliance-nek van egy Regulatory Working Group-ja, amely kifejezetten a szabályozókkal való kapcsolattartásra, a megfelelőség és a spektrum harmonizáció biztosítására szolgál [73].
Szakértői vélemények és jövőbeli kilátások
Ahogy 2025-be és azon túlra lépünk, az iparági konszenzus szerint a LoRaWAN továbbra is kulcsszerepet fog játszani az IoT skálázásában. A 2024-es évet „a digitális átalakulás és az IoT széles körű elterjedésének vízválasztó évének” nevezte Alper Yegin, a LoRa Alliance vezérigazgatója [74], és a LoRaWAN növekedése ezt tükrözi. Az Alliance tagjai kétszámjegyű növekedési ütemről számoltak be a telepítések terén; például az Actility által kezelt eszközök száma 50%-kal, 4 millióra nőtt, a The Things Industries elérte a 2,7 millió eszközt (szintén 50%-os éves növekedés), a Zenner (egy okosmérő cég) pedig meghaladta a 9 millió telepített LoRa eszközt [75]. Ezek a számok egy egészséges és bővülő ökoszisztémát jeleznek.
Az elemzők szerint a LoRaWAN jó pozícióban van az IoT jövőjét illetően. Az Omdia előrejelzése szerint 2030-ra több mint 3,5 milliárd LPWAN-kapcsolat lesz [76], ami az IoT várható hatalmas elterjedését hangsúlyozza, és a LoRaWAN-t ennek a növekedésnek egyik fő hajtóerejeként azonosítják. „A LoRaWAN egyre inkább nélkülözhetetlen eleme lesz az okosabb városi környezetek fejlődésének” – jegyezte meg Robin Duke-Woolley, a Beecham Research vezetője, hozzátéve, hogy a LoRaWAN-t már most is egyre szélesebb körben használják városi alkalmazásokban minden régióban [77]. Más szóval, ez nem egy rétegtechnológia – széles körben alkalmazható, az európai fővárosoktól a fejlődő világ kisvárosaiig, a csúcstechnológiás gyáraktól a szerény családi gazdaságokig.
A szakértők optimizmusának egyik oka a LoRaWAN sokoldalúsága és közössége. Ritkán látni olyan technológiát, amely egyszerre vállalati szintű (szolgáltatók és Fortune 500-as cégek is bevezetik), és alulról építkező (hobbisták és startupok is fejlesztenek rá). Ez a sokszínűség ösztönzi az innovációt. Maga a szabvány is fejlődik: a közelgő fejlesztések javítják az eszközök beüzemelését (amennyire csak lehet, plug-and-play-jé téve azt), lehetővé teszik a firmware frissítéseket a levegőn keresztül (ami kritikus, ahogy az IoT eszközparkok öregszenek), és jobban integrálódnak az IoT adatplatformokkal. A LoRa Alliance dolgozik a IPv6 LoRaWAN felett és más interoperabilitási keretrendszerek specifikációin is, hogy a LoRaWAN hálózatok könnyen kapcsolódhassanak a szélesebb internetes infrastruktúrához.
Technológiai szempontból várható, hogy a LoRaWAN-t a következő években edge computing és mesterséges intelligencia egészíti ki. Például egy okosváros használhat AI-algoritmust a hálózati szerveren, hogy érzékelje a szenzoradatokban az anomáliákat (például egy hirtelen vízhozam-növekedés, ami csőtörésre utal), és automatikusan riasztásokat küldjön. A LoRaWAN biztosítja az adatfolyamot és a lefedettséget; az intelligencia réteg erre épülhet rá. Hasonlóan a mezőgazdaságban, gépi tanulás elemezheti a LoRa szenzoradatokat, hogy előre jelezze a növénybetegségeket vagy optimalizálja a trágyázási ütemterveket. A kapcsolódás csak az alap – a valódi hatás az adatokból nyert felismerésekből és az ezek alapján végrehajtott intézkedésekből származik.
Egy másik trend a hibrid hálózatok megjelenése. A LoRaWAN nem létezik elszigetelten; vannak olyan helyzetek, amikor egy LoRaWAN-hálózat kapcsolódhat egy 5G-hálózat háttérrendszeréhez (például 5G-t használva a gateway-ek és a felhő közötti backhaulra), vagy amikor az eszközök elsődlegesen LoRaWAN-t használnak, de szükség esetén átváltanak mobilhálózatra. A szabványosítási szervezetek dolgoznak a konvergencián, hogy a különböző IoT-hálózatok együttműködhessenek. Az, hogy a LoRaWAN nyílt szabvány, megkönnyíti az integrációt a felhőplatformokkal (az AWS IoT, Azure IoT stb. mind támogatják a LoRaWAN-t partnereken keresztül), sőt más protokollokkal is (vannak cégek, amelyek kombinált LoRaWAN + BLE vagy LoRaWAN + Wi-Fi megoldásokat kínálnak, mindegyiket arra használva, amiben a legjobb).
Szabályozási szempontból érdemes figyelni, hogyan viszonyulnak a szabályozó hatóságok az IoT-eszközök tömeges megjelenéséhez. A biztonság kiemelt kérdés – több milliárd csatlakoztatott szenzor támadási felületet jelenthet, ha nem kezelik megfelelően. A LoRaWAN erős titkosítása és eszközregisztrációs folyamata jó kiindulópont, de a szereplők valószínűleg még robusztusabb biztonsági keretrendszereket fognak szorgalmazni (az Alliance említése a „PKI az egyszerűsített eszközregisztrációhoz” arra utal, hogy az IoT-telepítéseket egyszerre szeretnék biztonságossá és felhasználóbaráttá tenni [78]). Emellett a fenntarthatóság is előtérbe kerülhet: az IoT energiát takaríthat meg (például csökkentett közvilágítási idővel vagy precíz öntözéssel), de sok eszközt is jelent a környezetben. Szerencsére a LoRaWAN-eszközök, amelyek évekig bírják egyetlen elemmel, és lehetővé teszik például a hatékonyabb vízgazdálkodást, pozitívan járulnak hozzá a környezetvédelmi célokhoz. Az IoT terjedésével várhatóan egyre többet beszélnek majd az e-hulladékról és az elemek újrahasznosításáról – ezekben a hosszú élettartamú eszközök előnyt élveznek.
Összefoglalva, a LoRaWAN eddigi története a gyakorlati siker története: megtalált egy rést (hosszú hatótávú, alacsony fogyasztású kapcsolat) és ezt másoknál jobban töltötte be, együttműködő és nyitott hozzáállással. Azok a városok, amelyek bevezetik a LoRaWAN-t, kézzelfogható javulást tapasztalnak a szolgáltatásokban és a hatékonyságban – Barcelonától Mumbaig a valós telepítések csökkentik a költségeket és javítják az életminőséget. A gazdák Kaliforniától Queenslandig nagyobb terméshozamot és nyugalmat érnek el azzal, hogy LoRaWAN szenzorokkal szerelik fel földjeiket és állataikat. És ez valószínűleg csak a kezdet. Ahogy egy 2024-es okosváros-jelentés összefoglalta: „a potenciál nagyon nagy” a LoRaWAN számára a városi innovációban [79]. Hasonlóképpen, a potenciál nagy a vidéki és ipari területeken is. Egy élénk ökoszisztémával és gyorsuló elterjedéssel a LoRaWAN arra hivatott, hogy a dolgok internete forradalmának gerince maradjon – csendben összekötve a világ eszközeit, egy hosszú hatótávú csomaggal egyszerre.
Források:
- LoRa Alliance – „LoRaWAN Expanded Market Leadership” (2024 End of Year Report)[80]
- TelcoNews (TechDay) – „A LoRaWAN jelentés kiemeli az okosvárosi technológia előnyeit” (2024. november) [81]
- StateTech Magazine – „LoRa és LoRaWAN: Hogyan segíti a technológia az okosvárosokat” (2020. január) [82]
- IoT For All (LoRa Alliance) – „Miért a LoRaWAN a megfelelő választás az okosvárosok számára” (2024. december) [83]
- Actility Blog – „Uruguay az egyik legnagyobb LoRaWAN okos közvilágítási projektet vezeti be” (2022. február) [84]
- Actility Blog – „Egy libanoni szőlőbirtokon a LoRaWAN jobbá teszi a bort” (2018) [85]
- Tektelic Blog – „Hogyan alakítja át a LoRaWAN a városokat” (2021, frissítve 2024) [86]
- Tektelic Blog – „Hogyan spórolhatnak a gazdák a LoRaWAN-nal és növelhetik a terméshozamot” (2021, frissítve 2024) [87]
- Atomsenses Blog – „Hogyan alakítja át a LoRaWAN a mezőgazdaságot” (2024. július) [88]
- IoT Evolution World – „A Senet és a Helium partnersége bővíti a LoRaWAN hozzáférést” (2021. szeptember) [89]
Smart city solutions with LoRaWAN - Meshed IoT
References
1. lora-alliance.org, 2. lora-alliance.org, 3. lora-alliance.org, 4. tektelic.com, 5. statetechmagazine.com, 6. statetechmagazine.com, 7. www.iotforall.com, 8. statetechmagazine.com, 9. www.atomsenses.com, 10. www.atomsenses.com, 11. statetechmagazine.com, 12. tektelic.com, 13. www.iotforall.com, 14. statetechmagazine.com, 15. statetechmagazine.com, 16. statetechmagazine.com, 17. lora-alliance.org, 18. statetechmagazine.com, 19. www.iotforall.com, 20. www.iotforall.com, 21. tektelic.com, 22. www.iotforall.com, 23. www.iotforall.com, 24. www.iotevolutionworld.com, 25. www.iotforall.com, 26. www.iotforall.com, 27. www.iotforall.com, 28. www.iotevolutionworld.com, 29. telconews.in, 30. www.actility.com, 31. www.actility.com, 32. www.actility.com, 33. www.actility.com, 34. talkingiot.io, 35. www.iotforall.com, 36. www.actility.com, 37. www.actility.com, 38. www.actility.com, 39. statetechmagazine.com, 40. statetechmagazine.com, 41. statetechmagazine.com, 42. tektelic.com, 43. tektelic.com, 44. statetechmagazine.com, 45. statetechmagazine.com, 46. lora-alliance.org, 47. resources.lora-alliance.org, 48. www.actility.com, 49. statetechmagazine.com, 50. www.sciencedirect.com, 51. resources.lora-alliance.org, 52. www.atomsenses.com, 53. resources.lora-alliance.org, 54. resources.lora-alliance.org, 55. resources.lora-alliance.org, 56. www.atomsenses.com, 57. www.actility.com, 58. www.actility.com, 59. lora-alliance.org, 60. www.iotevolutionworld.com, 61. www.rcrwireless.com, 62. www.tatacommunications.com, 63. www.iotforall.com, 64. www.iotevolutionworld.com, 65. www.iotevolutionworld.com, 66. www.actility.com, 67. lora-alliance.org, 68. telconews.in, 69. www.rcrwireless.com, 70. www.actility.com, 71. lora-alliance.org, 72. lora-alliance.org, 73. lora-alliance.org, 74. lora-alliance.org, 75. lora-alliance.org, 76. lora-alliance.org, 77. telconews.in, 78. lora-alliance.org, 79. telconews.in, 80. lora-alliance.org, 81. telconews.in, 82. statetechmagazine.com, 83. www.iotforall.com, 84. www.actility.com, 85. www.actility.com, 86. tektelic.com, 87. tektelic.com, 88. www.atomsenses.com, 89. www.iotevolutionworld.com
