Revolúcia dlhodosiahlej IoT: Ako LoRaWAN mení inteligentné mestá a farmy

Viac ako 350 miliónov zariadení a senzorov LoRaWAN bolo pripojených globálne k polovici roku 2024, s predpokladom prekročenia 3,5 miliardy do roku 2030.
Aliancia LoRa bola založená v roku 2015, LoRaWAN bol oficiálne schválený ako globálny štandard ITU koncom roku 2021 a ekosystém zahŕňa viac ako 500 členských spoločností.
LoRaWAN používa topológiu hviezda z hviezd, kde koncové uzly posielajú dáta do brán, ktoré ich preposielajú do centrálneho sieťového servera, a akákoľvek brána v dosahu môže prijímať prenosy zo zariadenia.
LoRaWAN umožňuje ultra-dlhý dosah a nízku spotrebu energie, pričom brány zachytia signály 2–3 km ďaleko v hustých mestských oblastiach, 15 km+ vo vidieckych oblastiach, až do 30 míľ (48 km) pri priamom výhľade v ideálnych podmienkach a typická životnosť batérie je 5–10 rokov na senzor.
LoRaWAN funguje v nelicencovaných ISM pásmach (napr. 868 MHz v Európe a 915 MHz v Severnej Amerike) s regionálnymi pravidlami ako európsky limit 1% pracovného cyklu, čo umožňuje súkromné siete a náklady na bránu v stovkách dolárov.
V Montevideu v Uruguaji je nasadených 70 000 pouličných lámp pripojených cez LoRaWAN na ploche 200 km2, aby sa znížila spotreba energie až o 80 %.
V Opelike v Alabame pokrýva sedem antén LoRaWAN plochu 52 štvorcových míľ na prepojenie senzorov pozdĺž železničných tratí a inej mestskej infraštruktúry s minimom brán.
Na farmách LoRaWAN podporuje senzory pôdnej vlhkosti a klímy v Austrálii na zvýšenie efektivity využitia vody a výnosov, pričom európske vinice a Château Kefraya v Libanone nasadzujú senzory viniča a monitorovanie pôdy na optimalizáciu zavlažovania.
Do roku 2024 bola LoRaWAN konektivita z vesmíru ponúkaná aspoň tromi spoločnosťami, vrátane Lacuna Space a Wyld Networks, ktoré premieňajú satelity na LoRaWAN brány.
Konvergencia a interoperabilita napredujú, pričom operátori Sigfox sa v roku 2023 pripojili k LoRa Alliance cez UnaBiz a prebiehajú snahy o IPv6 cez LoRaWAN a Regulačnú pracovnú skupinu na koordináciu spektra a súladu.

Tichá revolúcia v konektivite miest a fariem

Predstavte si pouličné lampy, ktoré sa automaticky prispôsobujú na úsporu energie, alebo plodiny, ktoré oznamujú farmárom, kedy potrebujú vodu – a to všetko prostredníctvom bezdrôtovej siete, ktorá siaha na míle ďaleko a funguje na malých batériách celé roky. Toto je prísľub LoRaWAN (Long Range Wide Area Network), nízkoenergetickej IoT sieťovej technológie, ktorá ticho poháňa inteligentné mestá a farmy po celom svete. V posledných rokoch sa LoRaWAN stal vedúcou platformou pre Internet vecí (IoT), s viac ako 350 miliónmi zariadení a senzorov pripojených globálne k polovici roku 2024 ^[1]. Odborníci z odvetvia predpovedajú, že do roku 2030 LoRaWAN pomôže prekonať hranicu 3,5 miliardy nízkoenergetických IoT pripojení, čím umožní skutočne „masívny IoT“ v globálnom meradle ^[2]. Táto správa sa zaoberá tým, ako LoRaWAN funguje, prečo má výhody oproti iným technológiám a ako sa nasadzuje od mestských ulíc po vidiecke polia – transformujúc dopravu, odpadové hospodárstvo, zavlažovanie, monitorovanie hospodárskych zvierat a ďalšie oblasti v tomto procese.

„LoRaWAN si upevnila svoju pozíciu ako základná a vedúca LPWAN technológia na trhu… Premieňame Massive IoT na realitu a rýchlo škálujeme nasadenia.“ – Alper Yegin, CEO LoRa Alliance (2024) ^[3]

Čo je LoRaWAN? Architektúra a kľúčové vlastnosti

LoRaWAN je otvorený protokol a sieťová architektúra navrhnutá na pripojenie nízkoenergetických, dlhodosahových zariadení k internetu. Stavia na LoRa (skratka pre „Long Range“), bezdrôtovej rádiovej modulačnej technológii, ktorú vynašla spoločnosť Semtech. Jednoducho povedané, LoRa je špeciálna metóda rádiového signálu – využívajúca moduláciu s rozprestretým spektrom pomocou chirpov – ktorá umožňuje malým zariadeniam posielať dáta na niekoľko kilometrov pri minimálnej spotrebe energie ^[4]. LoRaWAN je komunikačný protokol a systémová architektúra, ktorá beží nad LoRa rádiom a definuje, ako sa zariadenia pripájajú do siete, ako sú dáta šifrované a ako sieťové servery spravujú dáta^[5].

Sieťová architektúra: LoRaWAN používa hviezdicovú topológiu hviezd. Malé bezdrôtové senzory („koncové uzly“) v teréne posielajú dáta cez LoRa rádio do blízkych brán (nazývaných aj základňové stanice). Tieto brány sú jednoduché retranslačné zariadenia – preposielajú dáta zo senzorov cez internet alebo iný prenosový kanál do centrálnych sieťových serverov ^[6]. Sieťový server autentifikuje zariadenia, filtruje duplicitné pakety a smeruje dáta do príslušných aplikačných serverov, ktoré tieto informácie využívajú (napríklad dashboard pre smart city alebo aplikácia na riadenie zavlažovania pre farmára). Táto architektúra umožňuje jednej bráne obsluhovať tisíce zariadení a viacero brán môže poskytovať prekrývajúce sa pokrytie s vstavanou redundanciou ^[7]. Dôležité je, že LoRaWAN zariadenia sa nepripájajú k jednej pevnej bráne – namiesto toho môže prenos akéhokoľvek zariadenia prijať akákoľvek LoRaWAN brána v dosahu, čo maximalizuje šancu na úspešné doručenie a umožňuje širokoplošné pokrytie.

Nízka spotreba energie a dlhý dosah: Ako už názov napovedá, LoRaWAN je optimalizovaný na mimoriadne dlhý dosah a nízku spotrebu energie. Vďaka vysoko citlivým prijímačom LoRa dokáže LoRaWAN brána zachytiť signály zo senzorov zo zariadení mnoho kilometrov ďaleko – až do 2–3 km v husto zastavaných mestských oblastiach (s budovami) a 15 km alebo viac vo vidieckych otvorených oblastiach^[8]^[9] ^[10]. Za ideálnych podmienok Semtech uvádza LoRa spojenia na vzdialenosť 30 míľ (48 km) pri priamom výhľade vo vidieckych oblastiach ^[11]. To výrazne prekonáva dosah Wi-Fi alebo Bluetooth a dokonca aj väčšiny mobilných signálov, čo umožňuje pokrytie celého mesta alebo farmy s iba niekoľkými bránami. Zároveň zariadenia LoRaWAN spotrebúvajú veľmi málo energie: väčšinu času spia a prebúdzajú sa len na odoslanie malých dátových paketov. Typický LoRaWAN senzor napájaný batériou môže fungovať 5 až 10 rokov na jednu batériu ^[12] – čo je kľúčová výhoda pre aplikácie ako vzdialené polné senzory alebo parkovacie automaty, kde by častá výmena batérií bola nepraktická.

Otvorený štandard a bezpečnosť: LoRaWAN je otvorený štandard, ktorý spravuje LoRa Alliance (nezisková priemyselná skupina s viac ako 500 členskými spoločnosťami). V skutočnosti bol LoRaWAN oficiálne schválený ako globálny štandard Medzinárodnou telekomunikačnou úniou (ITU) koncom roka 2021 ^[13], čo podčiarkuje jeho medzinárodné prijatie. Protokol má zabudovanú bezpečnosť pomocou end-to-end AES-128 šifrovania pre všetky správy, plus autentifikáciu zariadení na zabránenie podvrhovaniu ^[14]. Podporuje tiež dôležité požiadavky IoT ako obojstrannú komunikáciu (takže zariadenia môžu nielen odosielať senzorové dáta, ale aj prijímať príkazy) a služby mobility a lokalizácie zariadení (napr. sledovanie približnej polohy aktív pomocou rádiových signálov) ^[15]. Tieto vlastnosti robia LoRaWAN vhodným pre širokú škálu IoT scenárov a zároveň udržiavajú dáta v bezpečí.

Nelicencované spektrum: LoRaWAN funguje v nelicencovaných ISM pásmach – rovnaký typ voľného spektra, aké využíva Wi-Fi alebo otvárače garážových brán – typicky v sub-GHz frekvenciách, ktoré sa dobre šíria. Bežné pásma sú 868 MHz v Európe, 915 MHz v Severnej Amerike a podobné rozsahy v Ázii a inde ^[16]. Keďže je spektrum nelicencované, ktokoľvek si môže zriadiť LoRaWAN sieť bez nutnosti kupovať licencie na spektrum. Rôzne regióny majú regulácie týkajúce sa vysielania (napríklad Európa ukladá 1% limit pracovného cyklu na vysielanie zariadení, aby sa predišlo preťaženiu). LoRaWAN sa prispôsobuje prostredníctvom regionálnych parametrov, aby vyhovel miestnym pravidlám, a LoRa Alliance spolupracuje s regulátormi na harmonizácii využívania spektra – dokonca rozširuje LoRaWAN na nové oblasti ako satelitné IoT prepojenia (využívanie satelitov ako LoRaWAN relé) koordinovaním spektra pre nepozemské siete ^[17].

Ako si LoRaWAN stojí v porovnaní s inými IoT technológiami

LoRaWAN patrí do triedy Low Power Wide Area Networks (LPWANs), spolu s alternatívami ako Sigfox, NB-IoT/LTE-M (celulárne IoT) a ďalšími. Čím sa LoRaWAN odlišuje?

Ultra-dlhý dosah: V porovnaní s bezdrôtovými technológiami na krátku vzdialenosť (Wi-Fi, Zigbee, Bluetooth) je dosah LoRaWAN o niekoľko rádov väčší. Jedna LoRaWAN brána môže pokryť celé mesto alebo desiatky štvorcových kilometrov ^[18], zatiaľ čo Wi-Fi alebo Zigbee pokryjú budovu alebo blok. Dokonca aj celulárne IoT (NB-IoT) má zvyčajne pokrytie obmedzené umiestnením základňových staníc; LoRaWAN umožňuje akejkoľvek entite nasadiť základňovú stanicu s dlhým dosahom kdekoľvek je to potrebné. To ho robí ideálnym pre rozsiahle nasadenia ako farmy a veľké mestá, kde je potrebné jednotné pokrytie, vrátane podzemných alebo ťažko dostupných miest, ktoré môžu celulárne siete vynechať ^[19]. Silná penetrácia signálu LoRa dokáže dosiahnuť senzory v pivniciach, šachtách alebo hustých budovách, s ktorými majú siete s vyššou frekvenciou problém ^[20].
Nízka spotreba = Dlhá výdrž batérie: Zariadenia LoRaWAN sú optimalizované na minimálnu spotrebu energie. Prenášajú dáta pri nízkych prenosových rýchlostiach a väčšinu času zostávajú v režime spánku. To prináša životnosť batérie až desať rokov v teréne ^[21]. Naopak, mobilné moduly (aj NB-IoT) často spotrebúvajú viac energie kvôli sieťovej réžii a krátkodosahové rádiá ako Wi-Fi sú úplne nepraktické pre viacročnú prevádzku na batériu. Jedna analýza zistila, že senzory LoRaWAN ponúkajú 3 až 7-krát lepšiu výdrž batérie než porovnateľné LPWAN alternatívy ^[22]. Dlhšia výdrž batérie priamo znamená nižšie náklady na údržbu – čo je obrovský faktor pri nasadzovaní tisícov senzorov. Ako to vyjadril jeden CIO zo smart mesta, „Nechceme, aby to dnes bolo niečo lesklé a zajtra záťažou“ z hľadiska údržby ^[23] – a práve v tejto oblasti vyniká LoRaWAN svojimi nízkymi nárokmi na údržbu.
Nákladovo efektívne nasadenie: Keďže LoRaWAN funguje vo voľnom pásme a sieťovú infraštruktúru (gatewaye a servery) môže vlastniť a prevádzkovať používateľ alebo tretia strana, náklady sú veľmi flexibilné. Mesto alebo farmár si môže nasadiť vlastnú súkromnú LoRaWAN sieť relatívne lacno (zariadenie gateway môže stáť niekoľko stoviek dolárov), alebo si predplatiť niektorú z mnohých verejných LoRaWAN sieťových služieb. Nie je potrebné drahé licencované pásmo ani mobilné predplatné pre každé zariadenie. V porovnaní s mobilným IoT ponúka LoRaWAN „flexibilnú, nízkonákladovú výstavbu sietí“ a slobodu budovať súkromné, komunitné alebo hybridné siete podľa potreby ^[24], ^[25]. LoRaWAN v skutočnosti podporuje roaming a prepojenie medzi sieťami, takže zariadenia sa môžu plynulo pohybovať medzi súkromným a verejným pokrytím ^[26]. Táto flexibilita podporuje konkurenciu a inovácie – ako uvádza LoRa Alliance, otvorený štandard vytvoril veľký ekosystém poskytovateľov a pomáha mestám vyhnúť sa závislosti na jednom dodávateľovi ^[27].
Prenosové rýchlosti vs. alternatívy: Kompromisom LoRaWAN pre dlhý dosah je nízka priepustnosť dát – typicky iba 0,3 kbps až približne 50 kbps v závislosti od nastavení rádia (spreading factor). Je navrhnutý pre malé, zriedkavé dátové pakety, ako sú snímky zo senzorov, nie pre streamovanie videa alebo vysokorýchlostné dáta. Toto je podobné ako pri Sigfox a NB-IoT z hľadiska priepustnosti. LoRaWAN však podporuje adaptívne prenosové rýchlosti a dokonca ponúka určitú schopnosť určovania polohy bez GPS (meraním časov signálu cez viacero brán). Technológie ako Sigfox sú ultra-úzkopásmové a prísne obmedzené v počte správ, zatiaľ čo LoRaWAN umožňuje flexibilnejšie plánovanie správ a väčšie veľkosti dátových balíkov. V porovnaní s 5G alebo Wi-Fi LoRaWAN nesúťaží v rýchlosti – víťazí v dosahu, spotrebe energie a jednoduchosti pre úlohy IoT.

Zhrnutie: LoRaWAN je často správnym nástrojom pre masívne senzorové siete, ktoré potrebujú pokryť veľké územia lacno a s minimálnou spotrebou energie. „LoRaWAN má množstvo výhod oproti konkurenčným IoT technológiám, ako sú mobilné siete, Wi-Fi a Bluetooth,“ poznamenáva jeden IoT analytik, pričom poukazuje na jeho dlhý dosah, efektivitu batérie, nízke náklady a bezpečnosť ^[28]. Nie je náhradou za vysokopásmové siete, ale na pripojenie tisícov distribuovaných zariadení – senzorov pre smart city, meračov, sledovacích zariadení, poľnohospodárskych monitorov – LoRaWAN nachádza ideálnu rovnováhu, ktorú málokto iný ponúka.

Aplikácie pre inteligentné mestá: LoRaWAN v mestskom živote

V moderných inteligentných mestách sa LoRaWAN stal preferovaným riešením na prepojenie mestskej infraštruktúry a služieb. Jeho schopnosť pokryť celé obce s minimálnym vybavením a rozpočtom ho robí ideálnym pre miestne samosprávy, ktoré chcú efektívnejšie využívať dáta. Priemyselná správa spoločnosti Beecham Research z roku 2024 označila LoRaWAN za „nákladovo efektívne, škálovateľné a udržateľné pripojenie“ pre inteligentné mestá, ktoré rieši výzvy ako znečistenie, dopravné zápchy, odpadové hospodárstvo a energetická efektívnosť ^[29]. Pozrime sa, ako LoRaWAN umožňuje tieto prípady použitia:

Inteligentné pouličné osvetlenie: Mestá po celom svete modernizujú pouličné lampy na inteligentné, ktoré sa prispôsobujú podmienkam – stlmujú sa počas hodín s nízkou premávkou, hlásia poruchy a šetria energiu. LoRaWAN je vynikajúcim riešením na ovládanie tisícov pouličných lámp rozmiestnených po celom meste. Napríklad, Montevideo, Uruguaj zavádza jeden z najväčších projektov inteligentného pouličného osvetlenia na svete využívajúci LoRaWAN, ktorý spája 70 000 pouličných lámp na ploche 200 km² ^[30]. LoRaWAN bol v Montevideu zvolený pre svoje nízke celkové náklady, bezpečné pokrytie a dlhú výdrž batérie v ovládačoch ^[31]. Očakáva sa, že nové svetlá znížia spotrebu energie až o 80 % a vytvoria mestskú LoRaWAN sieť, ktorú bude možné rozšíriť aj na ďalšie služby ^[32]^[33]. V Indii a na Blízkom východe spoločnosť Tata Communications podobne pripojila stovky tisíc pouličných lámp cez LoRaWAN v rámci nedávnych iniciatív inteligentných miest ^[34]. Vďaka využitiu bezdrôtovej technológie s dlhým dosahom sa mestá vyhnú potrebe káblovať každú lampu alebo spoliehať sa na mobilné siete – niekoľko brán na vežiach alebo budovách dokáže spravovať celé mesto svetiel. Výhodou sú obrovské úspory energie (podľa jednej správy by inteligentné pouličné osvetlenie mohlo celosvetovo ušetriť mestám 15 miliárd dolárov na energiách nahradením neustále svietiacich lámp ^[35]) a proaktívna údržba, keďže každé svetlo môže hlásiť, či funguje alebo či je žiarovka vypálená.
Inteligentné riadenie odpadu: Tie verejné odpadkové koše a kontajnery, ktoré vidíte v mestách, môžu byť vďaka LoRaWAN tiež inteligentnejšie. Bezdrôtové senzory úrovne naplnenia môžu upozorniť mestské oddelenia odpadového hospodárstva, keď sú koše takmer plné, takže smetiarske autá môžu optimalizovať svoje trasy a vyhnúť sa preplneným košom. Toto bolo úspešne vyskúšané napríklad v Holandsku – v holandských mestách „inteligentné koše“ so senzormi LoRaWAN signalizujú, kedy potrebujú vyprázdniť, čo umožňuje smetiarskym autám vynechať poloprázdne koše a znížiť zbytočné jazdy ^[36]. Výsledkom sú nižšie náklady na palivo, menej dopravy a znečistenia z odvozu odpadu a čistejšie ulice. Dokonca aj veľké spoločnosti zaoberajúce sa odpadovým hospodárstvom prijímajú IoT: napríklad Suez používa LPWAN trackery na kontajneroch a smetiarskych autách na získavanie údajov o objeme vyzbieraného odpadu v reálnom čase ^[37]. Vďaka dlhému dosahu je možné dosiahnuť aj na podzemné kontajnery alebo tie v parkoch bez potreby inštalácie miestnej Wi-Fi. Niektoré samosprávy zašli ešte ďalej a inštalovali domáce inteligentné koše, ktoré vážia odpad a hlásia účasť na recyklácii – LoRaWAN ich dokáže prepojiť v rámci štvrtí a umožniť tak fakturáciu „plať, koľko vyhodíš“ alebo motivačné programy ^[38]. To všetko vedie k čistejším a efektívnejším mestám.
Riadenie dopravy a parkovania: Mestské dopravné zápchy a nedostatok parkovacích miest sú problémy, ktoré môže IoT pomôcť zmierniť. Senzory LoRaWAN sa zabudovávajú do parkovacích miest, aby zistili, či je miesto voľné alebo obsadené, a tieto údaje odosielajú do aplikácií, ktoré navigujú vodičov k voľným parkovacím miestam. Mestá ako Los Angeles a Paríž testovali takéto systémy (niektoré využívajú LoRaWAN, iné alternatívne LPWAN siete). Iniciatíva Cisco Smart Cities uvádza, že LoRaWAN je ideálny pre parkovacie senzory a dokonca aj na sledovanie mestských vozidiel alebo majetku v teréne ^[39]. V jednom americkom meste (Opelika, Alabama) úradníci použili LoRaWAN na pokrytie oblasti s rozlohou 52 štvorcových míľ a pripojenie rôznych senzorov – vrátane detektorov pozdĺž železničných tratí, ktoré monitorujú úniky nebezpečných plynov v blízkosti preplnenej železnice ^[40]. S iba 7 anténami LoRaWAN pokryla Opelika celé mesto, čo by si pri technológii s kratším dosahom vyžadovalo „stovky Wi-Fi prístupových bodov“ ^[41]. Pre semafory možno LoRaWAN použiť na monitorovanie riadiacich boxov alebo dokonca na bezdrôtovú synchronizáciu svetiel. Mesto Calgary v Kanade nainštalovalo senzory založené na LoRa na monitorovanie dopravného toku a hluku v obľúbených zábavných štvrtiach, aby lepšie riadilo preťaženie a sťažnosti na hluk ^[42]. Všetky tieto príklady ukazujú, ako môže nízkonákladová sieť s dlhým dosahom zlepšiť mestskú mobilitu a znížiť preťaženie zhromažďovaním údajov v reálnom čase z celej dopravnej siete.
Monitorovanie životného prostredia a odolnosť voči zmene klímy: Mnohé mestá dnes nasadzujú siete environmentálnych senzorov – merajúcich kvalitu ovzdušia (úroveň znečistenia), kvalitu vody v riekach, úroveň hluku, teplotu, vlhkosť, dokonca aj monitorovanie radiácie alebo povodní. LoRaWAN sa často používa na tieto aplikácie, pretože senzory môžu byť umiestnené po celom mestskom území – na strechách, stĺpoch verejného osvetlenia, v kanalizácii, v parkoch – a stále môžu odosielať údaje do centrálneho systému. Napríklad, systémy monitorovania znečistenia ovzdušia založené na LoRa boli nasadené na sledovanie kvality ovzdušia v mestách v reálnom čase ^[43]. Senzory povodní a zrážkomery v systémoch varovania pred povodňami v inteligentných mestách tiež často využívajú LoRaWAN, keďže môžu byť umiestnené v odľahlých korytách potokov alebo rozmiestnené pozdĺž vodných tokov, ale potrebujú včas odosielať výstrahy mestským záchranným službám. Otvorený protokol LoRaWAN dokonca podporuje nízkoenergetické GPS trackery, ktoré mestá využívajú na sledovanie majetku (napr. sledovanie verejných bicyklov alebo pohybu mestskej zveri či domácich zvierat) ^[44]. Keďže LoRaWAN dokáže geolokalizovať zariadenia pomocou rádiového signálu, je možné sledovať objekty bez toho, aby každé zariadenie potrebovalo energeticky náročný GPS čip – sieť dokáže približne určiť polohu zariadenia porovnaním časovania signálu na viacerých bránach. Táto technika sa používa na sledovanie mestskej infraštruktúry a dokonca aj inteligentných obojkov pre domáce zvieratá alebo mestský dobytok ^[45].
Inteligentné meranie utilít: Významnou aplikáciou pre smart mestá využívajúcou LoRaWAN je prepojenie meračov utilít – vody, plynu a elektriny. Dodávatelia utilít v mnohých krajinách pridávajú IoT konektivitu do meračov, aby umožnili automatizované odpočty a lepšie riadenie spotreby. LoRaWAN, ako „bezpečná, operátorská“ možnosť pripojenia ^[46], bola zvolená viacerými dodávateľmi utilít pre rozsiahle nasadenia. Napríklad mestá vo Francúzsku a Nemecku nasadili desaťtisíce vodomerov LoRaWAN, ktoré hlásia spotrebu každú hodinu, čo umožňuje rýchlejšiu detekciu únikov a presnejšie fakturovanie. Verejný dodávateľ elektriny v Hamburgu, Nemecko (Stromnetz Hamburg), vybudoval celo-mestskú sieť LoRaWAN primárne pre sub-metering a inteligentné riadenie energie v budovách ^[47]. Keďže LoRa signály dokážu dosiahnuť merače v pivniciach alebo podzemných šachtách, sú veľmi vhodné pre infraštruktúru utilít. Jedna základňová stanica LoRaWAN môže zbierať dáta z tisícov vodomerov v rámci okresu, čím výrazne znižuje náklady na odpočty. Ako ďalší bonus, keď je sieť vybudovaná pre meranie, môže byť znovu použitá pre ďalšie mestské senzory s minimálnymi nákladmi – čím sa buduje komplexná sieť pre smart mesto. Toto „využívanie existujúcej infraštruktúry LoRaWAN na viaceré účely“ je bežnou témou v mestách: napríklad sieť verejného osvetlenia v Montevideu bola výslovne plánovaná ako viacúčelová infraštruktúra, ktorá by mohla podporovať odpad, vodu a ďalšie aplikácie pre smart mestá cez tie isté LoRaWAN brány ^[48].

Tieto príklady sú len špičkou ľadovca. Od verejnej bezpečnosti (prepojenie hydrantov a alarmov) cez inteligentné budovy (monitorovanie HVAC a obsadenosti) až po systémy varovania pred katastrofami (senzory na zemetrasenia alebo zosuvy pôdy), LoRaWAN sa osvedčil ako flexibilný „nervový systém“ pre smart mesto. „Zariadenia LoRa a otvorený protokol LoRaWAN umožňujú inteligentné IoT aplikácie, ktoré riešia niektoré z najväčších výziev, ktorým naša planéta čelí: riadenie energie, znižovanie prírodných zdrojov, kontrola znečistenia, efektivita infraštruktúry, prevencia katastrof a ďalšie,“ poznamenáva Semtech, vývojár LoRa ^[49]. V podstate LoRaWAN dáva mestám praktický spôsob, ako zbierať dáta všade – premeniť lampy, autobusy, kontajnery a kanalizácie na zdroje poznatkov – bez toho, aby to zruinovalo rozpočet alebo si vyžadovalo kompletnú prestavbu existujúcej infraštruktúry.

„Rastúci dopyt po riešeniach pre inteligentné mestá je poháňaný urbanizáciou a potrebou udržateľného rozvoja… Keďže mestá čelia výzvam ako znečistenie, doprava, nakladanie s odpadom a energetická efektívnosť, zavádzanie IoT technológií poháňaných LoRaWAN môže uľahčiť lepšie riadenie zdrojov a zvýšiť kvalitu života obyvateľov.“ – Alper Yegin, CEO LoRa Alliance (2024) ^[50]

Inteligentné poľnohospodárstvo: LoRaWAN na farme

Ďaleko od mestského prostredia robí LoRaWAN pokroky aj v poľnohospodárskom sektore, čím prináša éru „inteligentného poľnohospodárstva“ alebo precízneho poľnohospodárstva. Farmy a ranče často zaberajú rozsiahle, odľahlé oblasti, kde je konektivita slabá a zavádzanie elektrických alebo internetových káblov je neuskutočniteľné. Bezdrôtová technológia LoRaWAN s dlhým dosahom a úsporným napájaním je ideálnym riešením na prepojenie polí, skleníkov a pasienkov so svetom digitálnych technológií. Ako hovorí jeden odborník na IoT v poľnohospodárstve, „IoT posunie budúcnosť poľnohospodárstva na novú úroveň“ a LoRaWAN je kľúčovým umožňovateľom tejto revolúcie ^[51]. Tu je niekoľko spôsobov, ako sa LoRaWAN využíva na farmách:

Monitorovanie pôdy a plodín: Pravdepodobne najvýznamnejšou aplikáciou je využitie senzorov vlhkosti pôdy a klimatických senzorov na poliach na optimalizáciu zavlažovania a zdravia plodín. Vkladaním malých sond pripojených cez LoRaWAN do pôdy môžu farmári získavať aktuálne údaje o vlhkosti v rôznych hĺbkach, teplote pôdy a dokonca aj o úrovni živín. Tieto údaje sa odosielajú do riadiaceho panela, kde je možné ovládať zavlažovacie systémy. Pestovatelia tak napríklad vidia, ktoré časti poľa sú suché a zavlažujú len tam, kde je to potrebné, čím šetria veľké množstvo vody a energie. V Austrálii využili veľkoplošní farmári senzory vlhkosti pôdy a počasia LoRaWAN na zvýšenie efektívnosti využitia vody a zvýšenie výnosov ^[52]. Vinice v Európe a na Blízkom východe nainštalovali siete senzorov LoRaWAN na zachytávanie mikroklímy v rôznych blokoch viniča – údaje ako vlhkosť, vlhkosť listov a teplota – na lepšie riadenie zavlažovania a dokonca aj predpovedanie chorôb. V Château Kefraya v Libanone sa rozsiahla vinica spojila s technologickými firmami na nasadenie senzorov LoRaWAN na vinič a do pôdy, čím automatizovali zber údajov, ktorý sa predtým vykonával manuálne a namáhavo ^[53]. Vinári uviedli, že tento prístup IoT pomohol zlepšiť kvalitu hrozna a informoval rozhodnutia, ako a kedy zavlažovať, čo viedlo k lepšej výrobe vína za nižšie náklady^[54].
Inteligentné zavlažovacie systémy: S monitorovaním pôdy úzko súvisí automatizované riadenie zavlažovania pomocou LoRaWAN. Inteligentné zavlažovacie ovládače môžu prijímať dáta zo senzorov pôdy LoRaWAN a následne otvárať alebo zatvárať ventily podľa potreby (alebo posielať upozornenia na telefóny farmárov). V pilotnom projekte v olivovom háji v Európe sa ukázalo, že zavlažovacia platforma založená na LoRaWAN výrazne znižuje spotrebu vody pri zachovaní úrody ^[55]. Dlhý dosah LoRaWAN tu vyniká, pretože jedna brána na sile môže komunikovať so senzormi pôdy rozmiestnenými na stovkách hektárov. Firmy predstavili ventilové pohony s podporou LoRaWAN a ovládače čerpadiel, ktoré umožňujú farmárom na diaľku riadiť zavlažovacie plány. To je mimoriadne užitočné pre oblasti s nedostatkom vody – zavlažovaním len vtedy a tam, kde je to potrebné, sa poľnohospodárstvo stáva udržateľnejším. Prípadová štúdia v Ázii o pestovaní ryže využila senzory LoRaWAN na implementáciu striedavého zavlažovania a sušenia (AWD), úsporného spôsobu hospodárenia s vodou, a dosiahla nižšiu spotrebu vody a dokonca aj zníženie emisií metánu z ryžových polí ^[56]. Nízka cena senzorov LoRaWAN umožňuje vybaviť aj veľké, nízkomaržové farmy desiatkami senzorov a pohonov, čo by bolo pri mobilných zariadeniach finančne neúnosné.
Sledovanie a zdravie hospodárskych zvierat: Farmári začínajú využívať LoRaWAN na dohľad nad svojimi stádami. Tradičné farmárčenie často znamenalo jazdiť na vzdialené pastviny a hľadať dobytok – dnes však inteligentné ušné značky a obojky môžu cez LoRaWAN prenášať GPS polohu zvieraťa a dokonca aj biometrické údaje. V Holandsku používajú mliečne farmy LoRaWAN obojky na sledovanie polohy a aktivity každej kravy, čo pomáha farmárom odhaliť zdravotné problémy (napríklad keď sa krava menej pohybuje kvôli chorobe) a efektívnejšie riadiť pasenie ^[57]. Keďže signály LoRa pokryjú celé hospodárstvo z jednej antény na kopci, kravy sa môžu voľne pohybovať a stále zostať pripojené. V Austrálii a USA ponúka niekoľko startupov systémy na sledovanie dobytka založené na LoRa, kde solárne napájané LoRaWAN brány na farme prenášajú polohy stoviek označených zvierat do cloudovej platformy. To nielen šetrí čas (žiadne hodiny hľadania zatúlaných zvierat), ale zlepšuje aj pohodu zvierat – farmári dostanú upozornenie, ak sa zviera nehýbe (možné zranenie) alebo prekročilo hranicu pastviny. Dlhý dosah LoRaWAN aj v kopcovitom alebo zalesnenom teréne je veľkou výhodou pri sledovaní zvierat na odľahlých pastvinách, kde je slabý mobilný signál. A značky môžu mať viacročnú výdrž batérie, na rozdiel od GPS obojkov, ktoré treba nabíjať každý týždeň. Okrem veľkého dobytka sa LoRaWAN využíva aj v chove hydiny a ošípaných na monitorovanie podmienok v halách: senzory v reálnom čase merajú teplotu, vlhkosť, amoniak a hladinu krmiva, a upozorňujú farmárov na akékoľvek problémy v kurínoch alebo chlievoch pre lepšie zdravie a produktivitu zvierat ^[58].
Klimatické a meteorologické stanice: Farmy sú veľmi citlivé na počasie. LoRaWAN podporuje rôzne meteorologické stanice a senzory mikroklímy, ktoré môžu byť rozmiestnené po poľnohospodárskej pôde a poskytovať hyper-lokálne údaje. Tieto stanice môžu merať zrážky, rýchlosť vetra, slnečné žiarenie a ďalšie metriky a bezdrôtovo ich hlásiť späť. Napríklad citrusová farma môže mať LoRaWAN senzory mrazu, ktoré posielajú upozornenia, keď teplota v sade klesá k bodu mrazu, aby mohol farmár aktivovať opatrenia na ochranu pred mrazom. Vďaka vlastnej sieti LoRa meteorologických senzorov nie sú farmári odkázaní len na vzdialené vládne meteorologické údaje – získavajú podmienky priamo na svojich poliach, čo umožňuje presnejšie rozhodnutia o výsadbe, zbere alebo postreku. Integrácia LoRaWAN s meteorologickými údajmi môže tiež poskytovať dáta automatizovaným systémom; napríklad, ak sú zistené silné vetry, nasadenie dronov môže byť odložené, alebo ak je zaznamenaný silný dážď, harmonogram zavlažovania sa môže upraviť. Keďže LoRaWAN môže pokryť celý pozemok, pridanie ďalších meteorologických senzorov je jednoduché a bez akýchkoľvek poplatkov za predplatné. To demokratizuje údaje, ktoré boli kedysi nákladné na získanie.
Monitorovanie majetku a zariadení: Moderné farmy majú veľa pohyblivých častí – traktory, stroje, palivové nádrže, silá, chladiace sklady atď. LoRaWAN sa používa na sledovanie poľnohospodárskeho vybavenia (pomocou GPS jednotiek na traktoroch alebo kombajnoch) a na monitorovanie stavu poľnohospodárskych aktív. Napríklad senzory na palivových nádržiach môžu hlásiť úroveň paliva, aby bolo možné dodať zásoby práve včas. Sila vybavené LoRaWAN senzormi na meranie úrovne umožňujú farmárom na diaľku vidieť, koľko obilia je uskladneného a či sú podmienky (teplota/vlhkosť) bezpečné na zabránenie skazeniu ^[59]. Existujú dokonca aj LoRaWAN monitory úľov, ktoré sledujú podmienky v úľoch na zlepšenie riadenia opeľovania ^[60]. Celkovou výhodou v poľnohospodárstve sú úspory práce – pred niekoľkými desaťročiami pochádzali mnohé poznatky z poľnohospodárstva z fyzickej kontroly polí alebo ručného zapisovania údajov. Teraz môže sieť LoRaWAN senzorov túto zber údajov automatizovať. Farmári môžu robiť rozhodnutia na základe údajov zo svojho tabletu alebo telefónu a sústrediť obmedzenú pracovnú silu na oblasti, ktoré potrebujú najviac pozornosti. Výsledkom je, že farmy využívajúce LoRaWAN hlásia vyššie výnosy, nižšie vstupné náklady a efektívnejšiu prevádzku^[61].

„Prekvapilo ma, ako veľmi IoT – najmä LoRaWAN – pomohlo vinárskym inžinierom zlepšiť kvalitu vína, a tým aj produkciu vína. IoT posunie budúcnosť poľnohospodárstva a farmárčenia na novú úroveň.“ – Maher Choufani, manažér IoT projektov v inteligentnej vinici v Libanone ^[62]^[63]

Nárast využívania LoRaWAN v poľnohospodárstve je súčasťou širšieho trendu smerom k precíznemu poľnohospodárstvu, kde sa meria každá kvapka vody a každá rastlina s cieľom optimalizovať rast a udržateľnosť. Schopnosť LoRaWAN pripojiť aj tie najodľahlejšie kúty farmy, so zariadeniami, ktoré vydržia na batériu celé sezóny, otvára dvere poľnohospodárstvu riadenému dátami vo veľkom meradle. Od malých rodinných fariem až po veľkých priemyselných pestovateľov, mnohí teraz testujú alebo zavádzajú LoRaWAN systémy – často s podporou vládnych grantov pre inteligentné poľnohospodárstvo alebo iniciatív výrobcov potravín na zlepšenie efektivity dodávateľského reťazca. Technológia preukazuje svoju hodnotu pri zvyšovaní výnosov, znižovaní odpadu (voda, hnojivo, palivo) a poskytovaní pokoja farmárom, ktorí môžu „vidieť“ celú svoju prevádzku na prvý pohľad. Stručne povedané, LoRaWAN pomáha odstrániť niektoré starodávne dohady z poľnohospodárstva a nahrádza ich tvrdými dátami, dostupnými kdekoľvek cez cloud.

Globálne prijatie, hráči v odvetví a trendy v politike

Dynamika LoRaWAN nie je obmedzená len na niekoľko technologicky zdatných miest alebo fariem – vyrástla na globálny fenomén IoT so širokým ekosystémom firiem a verejných iniciatív. K roku 2024 LoRa Alliance uvádza LoRaWAN siete vo viac ako 170 krajinách, vrátane nasadení viac ako 170 veľkých telekomunikačných operátorov, ako aj nespočetného množstva súkromných sietí ^[64]. Táto sekcia zdôrazňuje hlavných hráčov, ktorí posúvajú LoRaWAN vpred, a regulačné/politické prostredie, ktoré formuje jeho využitie.

Priemyselná aliancia a hlavné spoločnosti:LoRa Alliance (založená v roku 2015) zohráva ústrednú úlohu v koordinácii štandardu a ekosystému. Zahŕňa stovky členských spoločností – od výrobcov čipov a zariadení až po prevádzkovateľov sietí a cloudové platformy. Semtech Corporation, ktorá vyvinula LoRa rádiovú technológiu, je kľúčovým zakladajúcim členom, no pridali sa aj mnohí ďalší. Medzi významné spoločnosti v ekosystéme LoRaWAN patria:

Semtech: Výrobca LoRa čipov a rádií zabudovaných v senzoroch a bránach. V podstate strážca LoRa technológie (hoci ju teraz licencuje aj iným výrobcom čipov), Semtech je lídrom LoRaWAN pre IoT konektivitu. Ich čipy sa objavujú vo všetkom od inteligentných pascí na myši až po priemyselné merače.
Prevádzkovatelia sietí: Niekoľko špecializovaných IoT operátorov vybudovalo siete LoRaWAN. Napríklad Senet v USA prevádzkuje jednu z najväčších verejných sietí LoRaWAN, pokrývajúcu viac ako 1 300 miest a 55 miliónov ľudí v 29 štátoch ^[65]. Everynet je ďalším príkladom, prevádzkuje operátorské siete LoRaWAN v Európe, Ázii a Amerike (sieť Everynet pokrýva desiatky krajín; nedávno ju získala švédska spoločnosť Netmore, čím vznikol globálny operátor LoRaWAN v 17 krajinách ^[66]). LoRaWAN prijali aj tradičné telekomunikačné spoločnosti: napríklad Orange a Bouygues Telecom vo Francúzsku boli medzi prvými, ktorí nasadili celoštátnu LoRaWAN sieť okolo roku 2016; Tata Communications v Indii spustila rozsiahlu LoRaWAN sieť pokrývajúcu stovky miest v rámci indickej iniciatívy Smart City Mission ^[67]. Medzi ďalšie príklady veľkých operátorov, ktorí spustili služby LoRaWAN, patria SK Telecom a KT v Južnej Kórei, Swisscom vo Švajčiarsku, KPN v Holandsku a MachineQ od Comcastu v USA. Dnes existujú desiatky verejných operátorov LoRaWAN; v skutočnosti LoRa Alliance evidovala 166 operátorov sietí LoRaWAN na celom svete ku koncu roka 2024 ^[68].
Komunitné siete: LoRaWAN má aj svoju komunitnú stránku. The Things Network (TTN) je globálna komunita, kde dobrovoľníci nasadzujú brány a zdieľajú pokrytie zadarmo. TTN začala v Amsterdame a rozšírila sa po celom svete, čo ukazuje silu otvorenej komunitnej IoT. Ďalším príkladom, ktorý vzbudil pozornosť, je Helium, „Sieť ľudí“, ktorá zvolila prístup s kryptomenovými stimulmi: jednotlivci prevádzkujú LoRaWAN hotspoty a zarábajú kryptomenu, keď ich brána prenáša prevádzku zariadení. Na vrchole v roku 2021 zaznamenal Helium explóziu nasadení – z 7 000 hotspotov na viac ako 175 000 hotspotov v 123 krajinách za približne rok^[69] – čím sa stal jednou z najväčších LoRaWAN sietí podľa pokrytia. (Helium odvtedy zmenil zameranie a integroval sa s inými sieťami ako Senet ^[70], no ukázal nový decentralizovaný model budovania sietí.) Tieto komunitné siete dopĺňajú komerčné nasadenia a často vypĺňajú medzery v pokrytí, pričom podporujú inovácie tým, že umožňujú komukoľvek experimentovať s IoT za nízke náklady.
Poskytovatelia riešení a integrátori: Existuje rozvíjajúci sa trh spoločností, ktoré poskytujú komplexné LoRaWAN riešenia pre špecifické odvetvia. Napríklad Actility (Francúzsko) ponúka platformu ThingPark – LoRaWAN sieťový server a riešenie na správu siete – a spolupracuje s operátormi a podnikmi po celom svete. Actility stála za projektmi ako osvetlenie v Montevideu a celoštátne siete v Austrálii ^[71]. TeKTELIC (Kanada) je významným výrobcom LoRaWAN základňových staníc a senzorov, často využívaných v energetike a mestských projektoch. MultiTech, Kerlink, Laird Connectivity a Cisco všetci vyrábajú hardvér LoRaWAN brán. Na strane zariadení navrhujú mnohé spoločnosti ako Decentlab, Dragino, Digital Matter, Microchip, Murata (a mnohé ďalšie) LoRaWAN senzory, moduly a trackery pre rôzne potreby. Dokonca aj veľké značky sú koncovými používateľmi LoRaWAN: logistické firmy využívajú LoRaWAN na sledovanie majetku v dodávateľských reťazcoch, ropné a plynárenské spoločnosti ho používajú na monitorovanie potrubí a nádrží a maloobchodné/potravinárske reťazce prijali LoRaWAN na monitorovanie prevádzok. V roku 2024 LoRa Alliance uviedla, že spoločnosti ako Starbucks, Volvo, Chevron, Chick-fil-A a Logitech všetky využívajú LoRaWAN vo svojich prevádzkach ^[72] – čo je dôkazom, ako sa táto technológia stala bežnou súčasťou podnikových IoT riešení.

Iniciatívy verejnej infraštruktúry: Vlády a verejné agentúry tiež podporili LoRaWAN rôznymi spôsobmi. Európska únia podporila IoT testovacie prostredia a dotačné programy, ktoré zahŕňajú LoRaWAN nasadenia pre inteligentné mestá a poľnohospodárstvo v členských štátoch. Napríklad viaceré výskumné projekty EÚ demonštrovali LoRaWAN na environmentálny monitoring vo vidieckych oblastiach (monitorovanie lesov, biodiverzity atď.). V Indii vládna iniciatíva Smart Cities Mission povzbudila mestá k využívaniu IoT na zlepšenie urbanizmu; celoštátna LoRaWAN sieť spoločnosti Tata Communications bola čiastočne v súlade s touto misiou a dnes prepája množstvo mestských projektov od verejného osvetlenia po inteligentné parkovanie ^[73]. V Číne sa LoRaWAN používa v mestských sieťach (hoci štátom podporovaný NB-IoT je tam dominantnejší, niektoré čínske mestá stále nasadzujú LoRaWAN pre špecifické súkromné prípady použitia, ako sú priemyselné parky alebo univerzitné kampusy). Austrália a Nový Zéland zaznamenali vládou financované poľnohospodárske IoT zóny, kde sa LoRaWAN využíva na testovanie nových technológií farmármi. A v Spojených štátoch, hoci neexistuje federálna LoRaWAN sieť, mestské samosprávy ako Los Angeles, Chicago a New York realizovali pilotné programy s LoRaWAN na účely ako sú senzory povodní a odpadové hospodárstvo, často v partnerstve so startupmi. Relatívna cenová dostupnosť LoRaWAN robí túto technológiu atraktívnou pre verejný sektor IoT: mesto môže nasadiť dedikovanú IoT sieť za zlomok ceny v porovnaní s ekvivalentným mobilným alebo káblovým pripojením.

Jeden pozoruhodný trend v oblasti politík je snaha o interoperabilitu a koexistenciu IoT sietí. Príbeh LoRaWAN a jeho kedysi konkurenta Sigfox je ilustratívny. Sigfox (proprietárna LPWAN využívajúca ultra-úzkopásmovú technológiu) bol kedysi paralelným ekosystémom, no po finančných ťažkostiach operátori Sigfoxu (teraz pod spoločnosťou UnaBiz) v skutočnosti vstúpili do LoRa Alliance v roku 2023 a začali pracovať na prepojení takzvanej “0G” technológie Sigfoxu so sieťami LoRaWAN ^[74]. V skutočnosti UnaBiz a partneri integrujú protokoly Sigfox na LoRa čipy a kombinujú pokrytie LoRaWAN a Sigfox v jednotných ponukách ^[75]. To naznačuje konsolidáciu v priestore LPWAN: LoRaWAN sa fakticky stal de facto štandardom pre nelicencované LPWAN a dokonca aj bývalí konkurenti sa s ním zlaďujú. Medzitým na strane licencovaného spektra mobilní operátori naďalej propagujú NB-IoT a LTE-M pre IoT. Mnohí však vidia skôr komplementárnu budúcnosť – LoRaWAN pre určité prípady použitia a súkromné siete, mobilné IoT pre iné. Pozoruhodné je, že LoRaWAN je vpredu v integrácii so satelitnými IoT službami: do roku 2024 aspoň tri spoločnosti (ako Lacuna Space a Wyld Networks) poskytovali LoRaWAN pripojenie z vesmíru, čím sa satelity efektívne menia na obežné LoRaWAN brány pre dosah do odľahlých oblastí ^[76]. Regulátori (prostredníctvom orgánov ako ITU a národné telekomunikačné agentúry) pracujú na prideľovaní spektra pre tieto satelitné IoT linky, aby sa zariadenie LoRa mohlo bez problémov pripojiť cez satelit, keď je mimo dosahu pozemnej siete ^[77]. Toto nepozemské rozšírenie by mohlo výrazne zlepšiť pokrytie pre námorné, divoké a krízové scenáre – a LoRaWAN je v tomto smere v popredí v porovnaní s inými LPWAN technológiami.

Pokiaľ ide o politiku spektra, keďže LoRaWAN využíva zdieľané pásma, kladie sa dôraz na spravodlivé využívanie a riadenie rušenia. Samotný protokol LoRaWAN je navrhnutý tak, aby bol ohľaduplný k spektru: používa adaptívne dátové rýchlosti na minimalizáciu času vo vzduchu a v regiónoch ako Európa dodržiava limity pracovného cyklu. V USA sa riadi pravidlami FCC pre zariadenia s rozprestretým spektrom s frekvenčným skákaním. Zatiaľ neexistujú žiadne zásadné regulačné prekážky pre LoRaWAN – regulátori skôr oceňujú, že podporuje inovácie v IoT bez potreby nových pridelení spektra. Pokračujúci rast môže vyvolať potrebu formálnejších usmernení, ale LoRa Alliance má Regulačnú pracovnú skupinu práve na to, aby komunikovala s regulátormi a zabezpečila súlad a harmonizáciu spektra ^[78].

Odborné poznatky a budúci výhľad

Keď vstupujeme do roku 2025 a ďalej, v odvetví panuje zhoda, že LoRaWAN bude naďalej zohrávať kľúčovú úlohu pri škálovaní Internetu vecí. Rok 2024 označil generálny riaditeľ LoRa Alliance Alper Yegin „za prelomový rok pre digitálnu transformáciu a široké prijatie IoT“ ^[79], a rast LoRaWAN to odráža. Členovia aliancie hlásili dvojciferný rast nasadení; napríklad Actility zaznamenala nárast spravovaných zariadení o 50 % na 4 milióny, The Things Industries dosiahli 2,7 milióna zariadení (tiež 50 % medziročný rast) a Zenner (firma na inteligentné meranie) prekročila 9 miliónov nasadených LoRa zariadení ^[80]. Tieto čísla signalizujú zdravý a rozširujúci sa ekosystém.

Analytici vidia LoRaWAN dobre pripravený na budúcnosť IoT. Prognóza spoločnosti Omdia o viac ako 3,5 miliardách LPWAN pripojení do roku 2030 ^[81] podčiarkuje obrovský rozsah očakávaného prijatia IoT a LoRaWAN je identifikovaný ako hlavný motor tohto rastu. „LoRaWAN sa stáva nevyhnutnou súčasťou vývoja inteligentnejších mestských prostredí,“ poznamenal Robin Duke-Woolley, šéf Beecham Research, a dodal, že LoRaWAN sa už používa v stále širšom spektre mestských aplikácií vo všetkých regiónoch ^[82]. Inými slovami, nejde o výklenkovú technológiu – je široko použiteľná, od európskych metropol po mestá rozvojového sveta, od high-tech tovární po skromné rodinné farmy.

Jedným z dôvodov optimizmu odborníkov je všestrannosť a komunita LoRaWAN. Nie je bežné vidieť technológiu, ktorá je zároveň pripravená pre podniky (nasadzovaná operátormi a spoločnosťami z rebríčka Fortune 500) aj pre nadšencov (hobbyistov a startupy, ktoré na nej stavajú). Táto rozmanitosť poháňa inovácie. Samotný štandard sa vyvíja: pripravované vylepšenia zlepšia zavádzanie zariadení (aby bolo čo najbližšie k plug-and-play), umožnia aktualizácie firmvéru na diaľku (čo je kľúčové, keď flotily IoT zariadení starnú), a lepšie integrujú s IoT dátovými platformami. LoRa Alliance tiež pracuje na špecifikáciách pre IPv6 cez LoRaWAN a ďalšie rámce interoperability, aby zabezpečila, že siete LoRaWAN sa budú môcť jednoducho napojiť na širšiu internetovú infraštruktúru.

Z technologického hľadiska môžeme očakávať, že LoRaWAN bude v nasledujúcich rokoch rozšírený o edge computing a AI. Napríklad, inteligentné mesto môže použiť AI algoritmus na sieťovom serveri na detekciu anomálií v údajoch zo senzorov (ako je náhly nárast prietoku vody naznačujúci prasknutie potrubia) a automaticky odosielať upozornenia. LoRaWAN poskytuje dátový tok a pokrytie; vrstva inteligencie môže byť nad tým. Podobne v poľnohospodárstve môže strojové učenie analyzovať LoRa senzorové toky na predpovedanie chorôb plodín alebo optimalizáciu harmonogramov hnojenia. Konektivita je len umožňovateľ – skutočný dopad prichádza z poznatkov a akcií na týchto dátach.

Ďalším trendom je hybridné sieťovanie. LoRaWAN neexistuje izolovane; sú scenáre, kde môže byť LoRaWAN sieť pripojená do backendu 5G siete (napríklad použitie 5G na prepojenie medzi bránami a cloudom), alebo kde zariadenia môžu používať LoRaWAN ako primárne pripojenie, ale v prípade potreby prepnúť na mobilnú sieť. Štandardizačné organizácie pracujú na konvergencii, aby rôzne IoT siete mohli spolupracovať. Skutočnosť, že LoRaWAN je otvorený štandard, uľahčuje integráciu s cloudovými platformami (AWS IoT, Azure IoT atď. všetky podporujú LoRaWAN cez partnerov) a dokonca aj s inými protokolmi (vidíme firmy ponúkajúce kombinované LoRaWAN + BLE alebo LoRaWAN + Wi-Fi riešenia, pričom každé sa používa na to, na čo je najlepšie).

Z hľadiska politiky je oblasťou, ktorú treba sledovať, to, ako regulátori pristupujú k prílevu IoT zariadení. Bezpečnosť je veľkou obavou – miliardy pripojených senzorov znamenajú potenciálne miesta útoku, ak nie sú dobre spravované. Silné šifrovanie a onboarding proces LoRaWAN sú dobrým východiskom, ale zainteresované strany budú pravdepodobne tlačiť na ešte robustnejšie bezpečnostné rámce (zmienka Aliancie o „PKI pre zjednodušené zavádzanie zariadení“ naznačuje kroky na to, aby boli IoT nasadenia bezpečné aj používateľsky prívetivé ^[83]). Okrem toho sa udržateľnosť môže stať témou diskusie: IoT môže šetriť energiu (napríklad znížené využitie pouličného osvetlenia a presné zavlažovanie), ale zároveň vedie k množstvu zariadení v teréne. Našťastie, LoRaWAN zariadenia, predĺžením životnosti batérií na roky a umožnením lepšieho hospodárenia s vodou, pozitívne prispievajú k environmentálnym cieľom. S rastom IoT očakávajte viac diskusií o elektroodpade a recyklácii batérií – v oblastiach, kde majú dlhoveké zariadenia výhodu.

Na záver, príbeh LoRaWAN je zatiaľ príbehom pragmatického úspechu: našiel medzeru (pripojenie na veľké vzdialenosti s nízkou spotrebou energie) a zaplnil ju lepšie ako ktokoľvek iný, vďaka spolupráci a otvorenosti. Mestá, ktoré zavádzajú LoRaWAN, zaznamenávajú hmatateľné zlepšenia služieb a efektivity – od Barcelony po Bombaj skutočné nasadenia znižujú náklady a zlepšujú kvalitu života. Farmári od Kalifornie po Queensland dosahujú vyššie výnosy a pokoj v duši vďaka monitorovaniu svojich polí a stád pomocou senzorov LoRaWAN. A to je pravdepodobne len začiatok. Ako to zhrnula jedna správa o smart mestách z roku 2024, „potenciál je veľmi veľký“ pre LoRaWAN v oblasti inovácií v mestách ^[84]. Rovnako veľký je potenciál v vidieckych a priemyselných oblastiach. S pulzujúcim ekosystémom a zrýchľujúcim sa prijímaním je LoRaWAN pripravený zostať chrbtovou kosťou IoT revolúcie – ticho spájať zariadenia sveta, jeden paket na veľkú vzdialenosť za druhým.

Zdroje:

Tektelic Blog – „Ako LoRaWAN transformuje mestá“ (2021, aktualizované 2024) tektelic.com Tektelic Blog – „Ako môže LoRaWAN ušetriť farmárom peniaze a zvýšiť výnosy“ (2021, aktualizované 2024) tektelic.com Atomsenses Blog – „Ako LoRaWAN mení poľnohospodárstvo“ (júl 2024) atomsenses.com IoT Evolution World – „Partnerstvo Senet a Helium rozširuje prístup k LoRaWAN“ (september 2021) iotevolutionworld.com

Smart city solutions with LoRaWAN - Meshed IoT

Watch this video on YouTube.

LoRa Alliance – „LoRaWAN Expanded Market Leadership” (2024 End of Year Report)^[85]
TelcoNews (TechDay) – „LoRaWAN report highlights smart city technology benefits” (nov 2024) ^[86]
StateTech Magazine – „LoRa and LoRaWAN: How the Technology Helps Smart Cities” (jan 2020) ^[87]
IoT For All (LoRa Alliance) – „Why LoRaWAN is the Right Choice for Smart Cities” (dec 2024) ^[88]
Actility Blog – „Uruguay to deploy one of LoRaWAN’s largest smart street lighting projects” (feb 2022) ^[89]
Actility Blog – „In Lebanese Vineyard, LoRaWAN Is Making Wine Better” (2018) ^[90]