Revolucija dolgosežnega interneta stvari: Kako LoRaWAN spreminja pametna mesta in kmetije

Več kot 350 milijonov naprav in senzorjev LoRaWAN je bilo povezanih po vsem svetu do sredine leta 2024, s projekcijami, da bo do leta 2030 to število preseglo 3,5 milijarde.
Zveza LoRa Alliance je bila ustanovljena leta 2015, LoRaWAN je bil uradno potrjen kot globalni ITU standard konec leta 2021, ekosistem pa vključuje več kot 500 podjetij članic.
LoRaWAN uporablja topologijo zvezda-zvezd, kjer končne enote pošiljajo podatke do prehodov (gatewayev), ti pa jih posredujejo osrednjemu strežniku omrežja, pri čemer lahko katerikoli prehod v dosegu sprejme prenos z naprave.
LoRaWAN omogoča izjemno dolg doseg in nizko porabo energije, saj prehodi zaznajo signale 2–3 km stran v gostih urbanih območjih, več kot 15 km na podeželju, do 48 km (30 milj) v idealnih pogojih z neposredno vidljivostjo, tipična življenjska doba baterije na senzor pa je 5–10 let.
LoRaWAN deluje v nelicenciranih ISM pasovih (npr. 868 MHz v Evropi in 915 MHz v Severni Ameriki) z regionalnimi pravili, kot je evropska omejitev 1 % delovnega cikla, kar omogoča zasebna omrežja in stroške prehodov v višini nekaj sto dolarjev.
V Montevideu v Urugvaju je nameščenih 70.000 uličnih svetilk, povezanih z LoRaWAN, na površini 200 km2, kar omogoča zmanjšanje porabe energije do 80 %.
V Opeliki v Alabami sedem LoRaWAN anten pokriva območje 52 kvadratnih milj za povezovanje senzorjev ob železniških tirih in drugi mestni infrastrukturi z minimalnim številom prehodov.
Na kmetijah LoRaWAN podpira senzorje za vlago v tleh in podnebje v Avstraliji za povečanje učinkovitosti rabe vode in pridelka, evropski vinogradi in Château Kefraya v Libanonu pa uporabljajo senzorje na trtah in spremljanje tal za optimizacijo namakanja.
Do leta 2024 je povezljivost LoRaWAN prek satelitov ponujalo vsaj tri podjetja, vključno z Lacuna Space in Wyld Networks, ki satelite spreminjajo v LoRaWAN prehode.
Konvergenca in interoperabilnost napredujeta, saj so se operaterji Sigfox leta 2023 prek UnaBiz pridružili zvezi LoRa Alliance, potekajo pa tudi prizadevanja za IPv6 prek LoRaWAN in ustanovitev regulativne delovne skupine za usklajevanje spektra in skladnosti.

Tiha revolucija v povezljivosti mest in kmetij

Predstavljajte si ulične svetilke, ki se samodejno prilagajajo za varčevanje z energijo, ali pridelke, ki sporočijo kmetom, kdaj potrebujejo vodo – vse to prek brezžičnega omrežja, ki se razteza na kilometre in deluje na majhne baterije več let. To je obljuba LoRaWAN (Long Range Wide Area Network), energetsko učinkovite IoT omrežne tehnologije, ki tiho poganja pametna mesta in pametne kmetije po vsem svetu. V zadnjih nekaj letih se je LoRaWAN uveljavil kot vodilna platforma za internet stvari (IoT), z več kot 350 milijoni naprav in senzorjev, povezanih po svetu do sredine leta 2024 ^[1]. Strokovnjaki iz industrije napovedujejo, da bo do leta 2030 LoRaWAN pomagal preseči 3,5 milijarde nizkoenergijskih IoT povezav, kar bo omogočilo resnično »masovni IoT« na globalni ravni ^[2]. To poročilo raziskuje, kako LoRaWAN deluje, zakaj ima prednosti pred drugimi tehnologijami in kako se uvaja od mestnih ulic do podeželskih polj – spreminja promet, ravnanje z odpadki, namakanje, spremljanje živine in še več v tem procesu.

»LoRaWAN si je utrdil svoj položaj kot temeljna in vodilna LPWAN-tehnologija na trgu … Uresničujemo množični IoT in hitro širimo uvedbe.« – Alper Yegin, izvršni direktor LoRa Alliance (2024) ^[3]

Kaj je LoRaWAN? Arhitektura in ključne značilnosti

LoRaWAN je odprt protokol in omrežna arhitektura, zasnovana za povezovanje nizkoenergijskih, dolgodosegajočih naprav v internet. Temelji na LoRa (okrajšava za »Long Range«), brezžični radijski modulacijski tehnologiji, ki jo je izumil Semtech. Preprosto povedano, LoRa je posebna metoda radijskega signala – uporablja modulacijo s širokim razponom frekvenc (chirped spread-spectrum) – ki omogoča, da majhne naprave pošiljajo podatke na več kilometrov, pri tem pa porabijo minimalno energije ^[4]. LoRaWAN je komunikacijski protokol in sistemska arhitektura, ki deluje na vrhu LoRa radia ter določa, kako se naprave priključijo v omrežje, kako so podatki šifrirani in kako omrežni strežniki upravljajo podatke^[5].

Omrežna arhitektura: LoRaWAN uporablja topologijo zvezda-zvezd. Majhni brezžični senzorji (“končne točke”) na terenu pošiljajo podatke prek LoRa radia do bližnjih prehodov (imenovanih tudi bazne postaje). Ti prehodi so preproste relejne naprave – podatke senzorjev posredujejo prek interneta ali drugega hrbteničnega omrežja do osrednjega omrežnega strežnika ^[6]. Omrežni strežnik avtenticira naprave, filtrira podvojene pakete in usmerja podatke do ustreznih aplikacijskih strežnikov, ki podatke uporabljajo (na primer pametno mestno nadzorno ploščo ali aplikacijo za nadzor namakanja pri kmetu). Ta arhitektura omogoča, da en prehod upravlja na tisoče naprav, več prehodov pa lahko zagotavlja prekrivajočo pokritost z vgrajeno redundanco ^[7]. Pomembno je, da se LoRaWAN-naprave ne povezujejo na en sam določen prehod – namesto tega lahko prenos katere koli naprave sprejme katerikoli LoRaWAN prehod v dosegu, kar poveča možnosti za uspešno dostavo in omogoča široko območje pokritosti.

Nizka poraba energije in dolg doseg: Kot že ime pove, je LoRaWAN optimiziran za izjemno dolg doseg in nizko porabo energije. Zahvaljujoč zelo občutljivim sprejemnikom LoRa lahko LoRaWAN prehod zazna signale senzorjev z naprav več kilometrov stran – do 2–3 km v gosto poseljenih urbanih območjih (z zgradbami) in 15 km ali več na podeželju na odprtih območjih^[8]^[9] ^[10]. V idealnih pogojih Semtech poroča o LoRa povezavah do 30 milj (48 km) v vidni liniji na podeželju ^[11]. To močno presega doseg Wi-Fi ali Bluetootha in celo večine mobilnih signalov, kar omogoča pokrivanje celotnega mesta ali kmetije z le nekaj prehodi. Medtem pa LoRaWAN naprave porabijo zelo malo energije: večino časa so v stanju spanja in se zbudijo le za prenos majhnih podatkovnih paketov. Tipičen LoRaWAN senzor na baterijski pogon lahko deluje 5 do 10 let z eno baterijo ^[12] – kar je ključna prednost za aplikacije, kot so oddaljeni terenski senzorji ali parkomati, kjer bi bila pogosta menjava baterij nepraktična.

Odprti standard in varnost: LoRaWAN je odprti standard, ki ga vzdržuje LoRa Alliance (neprofitna industrijska skupina z več kot 500 člani podjetij). Pravzaprav je bil LoRaWAN uradno potrjen kot globalni standard s strani Mednarodne telekomunikacijske zveze (ITU) konec leta 2021 ^[13], kar poudarja njegovo mednarodno sprejetost. Protokol ima vgrajeno varnost z uporabo end-to-end AES-128 šifriranja za vsa sporočila, poleg tega pa tudi avtentikacijo naprav za preprečevanje ponarejanja ^[14]. Podpira tudi pomembne zahteve IoT, kot so dvosmerna komunikacija (tako da lahko naprave pošiljajo podatke senzorjev in prejemajo ukaze) ter mobilnost naprav in storitve lokalizacije (npr. sledenje približni lokaciji sredstev prek radijskih signalov) ^[15]. Te funkcije naredijo LoRaWAN primeren za široko paleto IoT scenarijev, hkrati pa ohranjajo varnost podatkov.

Nelicencirano frekvenčno območje: LoRaWAN deluje v nelicenciranih ISM pasovih – enakih vrstah prostega spektra, kot jih uporabljajo Wi-Fi ali daljinski upravljalniki za garažna vrata – običajno okoli pod-GHz frekvenc, ki se dobro širijo. Pogosti pasovi so 868 MHz v Evropi, 915 MHz v Severni Ameriki in podobni razponi v Aziji in drugod ^[16]. Ker je spekter nelicenciran, lahko vsakdo vzpostavi LoRaWAN omrežje brez nakupa licenc za spekter. Različne regije imajo predpise glede oddajanja (na primer, Evropa omejuje delovni cikel naprav na 1 %, da prepreči zasičenost). LoRaWAN se prilagaja z regionalnimi parametri, da je v skladu z lokalnimi pravili, LoRa Alliance pa sodeluje z regulatorji za usklajevanje uporabe spektra – celo širi LoRaWAN na nova področja, kot so satelitske IoT povezave (uporaba satelitov kot LoRaWAN repetitorjev) z usklajevanjem spektra za ne-terestrična omrežja ^[17].

Kako se LoRaWAN primerja z drugimi IoT tehnologijami

LoRaWAN spada v razred omrežij z nizko porabo energije in širokim dosegom (LPWAN), skupaj z alternativami, kot so Sigfox, NB-IoT/LTE-M (mobilni IoT) in drugi. Kaj LoRaWAN izpostavlja?

Izjemno dolg doseg: V primerjavi s tehnologijami za kratki doseg (Wi-Fi, Zigbee, Bluetooth) je doseg LoRaWAN večkrat večji. Ena LoRaWAN bazna postaja lahko pokrije celo mesto ali več deset kvadratnih kilometrov ^[18], medtem ko Wi-Fi ali Zigbee pokrijeta le stavbo ali blok. Tudi mobilni IoT (NB-IoT) ima običajno pokritost omejeno z lokacijo baznih postaj; LoRaWAN omogoča, da katerikoli subjekt postavi bazno postajo z dolgim dosegom kjerkoli je potrebno. To je idealno za razpršene postavitve, kot so kmetije in velika mesta, kjer je potrebna enakomerna pokritost, vključno z podzemnimi ali težko dostopnimi mesti, ki jih mobilna omrežja morda ne pokrijejo ^[19]. Močna penetracija signala LoRa lahko doseže senzorje v kleteh, jaških ali gostih stavbah, kjer imajo omrežja z višjimi frekvencami težave ^[20].
Nizka poraba = dolga življenjska doba baterije: Naprave LoRaWAN so optimizirane za zelo nizko porabo energije. Prenašajo podatke z nizkimi bitnimi hitrostmi in večinoma ostajajo v načinu spanja. To omogoča življenjsko dobo baterije na terenu do deset let ^[21]. Nasprotno pa celični moduli (tudi NB-IoT) pogosto porabijo več energije zaradi omrežnih režijskih stroškov, kratkodočni radijski moduli, kot je Wi-Fi, pa so popolnoma nepraktični za večletno delovanje na baterijo. Ena analiza je pokazala, da LoRaWAN senzorji nudijo 3- do 7-krat daljšo življenjsko dobo baterije v primerjavi s podobnimi LPWAN alternativami ^[22]. Daljša življenjska doba baterije neposredno pomeni nižji strošek vzdrževanja – kar je izjemno pomembno pri uvajanju na tisoče senzorjev. Kot je dejal CIO enega pametnega mesta: »Nočemo, da je to danes bleščeča novost, jutri pa breme« v smislu vzdrževanja ^[23] – kriterij, pri katerem LoRaWAN izstopa zaradi nizkih potreb po vzdrževanju.
Stroškovno učinkovita uvedba: Ker LoRaWAN deluje v prostem spektru in lahko omrežno infrastrukturo (prehodne postaje in strežnike) upravlja uporabnik ali tretja oseba, so stroški zelo prilagodljivi. Mesto ali kmet lahko vzpostavi lastno zasebno LoRaWAN omrežje relativno poceni (prehodna naprava stane nekaj sto evrov), ali pa se naroči na katero koli izmed številnih javnih LoRaWAN storitev. Ni potrebe po dragem licenciranem spektru ali naročnini na mobilno omrežje za vsako napravo. V primerjavi s celičnim IoT LoRaWAN omogoča »prilagodljivo, nizkocenovno gradnjo omrežij« in svobodo vzpostavitve zasebnih, skupnostnih ali hibridnih omrežij po potrebi ^[24], ^[25]. Pravzaprav LoRaWAN podpira gostovanje in povezovanje med omrežji, tako da se lahko naprave brez težav premikajo med zasebno in javno pokritostjo ^[26]. Ta prilagodljivost spodbuja konkurenco in inovacije – kot poudarja LoRa Alliance, odprti standard je ustvaril velik ekosistem ponudnikov in pomaga mestom preprečiti vezanost na enega dobavitelja ^[27].
Prenosne hitrosti v primerjavi z alternativami: LoRaWAN-ova kompromis za dolg doseg je nizka prepustnost podatkov – običajno le 0,3 kbps do približno 50 kbps, odvisno od radijskih nastavitev (faktor razširjanja). Zasnovan je za majhne, redke podatkovne pakete, kot so odčitki senzorjev, ne pa za pretakanje videa ali hitro prenašanje podatkov. To je podobno kot pri Sigfox in NB-IoT glede prepustnosti. Vendar pa LoRaWAN podpira prilagodljive prenosne hitrosti in celo ponuja nekaj zmožnosti določanja lokacije brez GPS (z merjenjem časov signala prek več prehodov). Tehnologije, kot je Sigfox, so ultra ozkopasovne in strogo omejene v številu sporočil, medtem ko LoRaWAN omogoča bolj prilagodljivo razporejanje sporočil in večje velikosti paketov. V primerjavi s 5G ali Wi-Fi LoRaWAN ni konkurenčen v hitrosti – zmaga pa v dosegu, porabi energije in enostavnosti za IoT naloge.

Povzetek: LoRaWAN je pogosto prava izbira za obsežna omrežja senzorjev, ki morajo pokrivati široka območja poceni in z minimalno porabo energije. “LoRaWAN ima številne prednosti pred konkurenčnimi IoT-tehnologijami, kot so celična omrežja, Wi-Fi in Bluetooth,” ugotavlja eden od IoT-analitikov, ki izpostavlja njegov dolg doseg, učinkovitost baterije, nizke stroške in varnost ^[28]. Ni nadomestilo za omrežja z visoko pasovno širino, a za povezovanje tisočev razpršenih naprav – senzorjev pametnih mest, števcev, sledilnikov, kmetijskih monitorjev – LoRaWAN dosega ravnovesje, ki ga le redki drugi.

Pametne mestne aplikacije: LoRaWAN v urbanem življenju

V sodobnih pametnih mestih je LoRaWAN postal priljubljena rešitev za povezovanje mestne infrastrukture in storitev. Njegova sposobnost pokrivanja celotnih občin z minimalno opremo in proračunom ga naredi idealnega za lokalne oblasti, ki želijo z podatki doseči več. Industrijsko poročilo Beecham Research iz leta 2024 je LoRaWAN izpostavilo kot “cenovno učinkovito, razširljivo in trajnostno povezljivost” za pametna mesta, ki naslavlja izzive, kot so onesnaženje, prometne zastoje, ravnanje z odpadki in energetska učinkovitost ^[29]. Poglejmo, kako LoRaWAN omogoča te primere uporabe:

Pametna ulična razsvetljava: Mesta po vsem svetu nadgrajujejo na inteligentne ulične svetilke, ki se prilagajajo razmeram – zatemnijo se ob nizkem prometu, poročajo o napakah in varčujejo z energijo. LoRaWAN je odlična rešitev za upravljanje tisočev uličnih svetilk, razpršenih po mestu. Na primer, Montevideo, Urugvaj izvaja enega največjih projektov pametne ulične razsvetljave na svetu z LoRaWAN, ki povezuje 70.000 svetilk na območju 200 km² ^[30]. LoRaWAN so v Montevideu izbrali zaradi nizkih skupnih stroškov, varnega pokritja in dolge življenjske dobe baterij v krmilnikih ^[31]. Pričakujejo, da bodo nove svetilke zmanjšale porabo energije do 80 % in ustvarile mestno LoRaWAN omrežje, ki ga je mogoče razširiti na druge storitve ^[32]^[33]. V Indiji in na Bližnjem vzhodu je Tata Communications na podoben način povezala stotisoče uličnih svetilk prek LoRaWAN v nedavnih pametnih mestnih pobudah ^[34]. Z uporabo brezžične povezave z velikim dosegom se mesta izognejo potrebi po ožičenju vsake svetilke ali odvisnosti od mobilnega omrežja – nekaj prehodov na stolpih ali stavbah lahko upravlja celotno metropolo svetilk. Prednost so ogromni prihranki energije (po enem poročilu bi pametne ulične svetilke po svetu lahko mestom prihranile 15 milijard dolarjev pri komunalnih storitvah z zamenjavo vedno prižganih luči ^[35]) in proaktivno vzdrževanje, saj lahko vsaka svetilka poroča, ali deluje ali je žarnica pregorela.
Pametno upravljanje z odpadki: Tisti javni koši za smeti in zabojniki, ki jih vidite v mestih, so lahko s pomočjo LoRaWAN tudi pametnejši. Brezžični senzorji za zaznavanje napolnjenosti lahko obvestijo mestne službe za odvoz odpadkov, ko so koši skoraj polni, tako da lahko smetarski tovornjaki optimizirajo svoje poti in se izognejo prepolnim košem. To so uspešno preizkusili na primer na Nizozemskem – v nizozemskih mestih “pametni koši” s senzorji LoRaWAN sporočijo, kdaj jih je treba izprazniti, kar omogoča, da smetarski tovornjaki preskočijo napol prazne koše in zmanjšajo nepotrebne vožnje ^[36]. Rezultat so nižji stroški goriva, manj prometa in onesnaževanja zaradi smetarskih tovornjakov ter čistejše ulice. Tudi velika podjetja za ravnanje z odpadki sprejemajo IoT: Suez na primer uporablja LPWAN sledilnike na zabojnikih in tovornjakih za pridobivanje podatkov v realnem času o količinah zbranih odpadkov ^[37]. Zaradi velikega dosega je mogoče doseči tudi podzemne zabojnike ali tiste v parkih, brez potrebe po lokalnem Wi-Fi omrežju. Nekatere občine so šle še dlje in namestile domače pametne koše, ki tehtajo odpadke in poročajo o sodelovanju pri recikliranju – LoRaWAN lahko poveže te koše po soseskah in omogoči obračunavanje po načelu “plačaj, kolikor odvržeš” ali nagradne programe ^[38]. Vse to vodi do čistejših in učinkovitejših mest.
Upravljanje prometa in parkiranja: Mestne prometne zastoje in pomanjkanje parkirnih mest so težave, ki jih lahko IoT pomaga ublažiti. LoRaWAN senzorji so vgrajeni v parkirna mesta, da zaznajo, ali je prostor prost ali zaseden, in te podatke posredujejo aplikacijam, ki voznike usmerjajo do prostih parkirišč. Mesta, kot sta Los Angeles in Pariz, so preizkusila takšne sisteme (nekateri uporabljajo LoRaWAN, drugi alternativne LPWAN). Pobuda Cisco Smart Cities navaja, da je LoRaWAN idealen za parkirne senzorje in celo za sledenje vozilom ali sredstvom v lasti mesta na terenu ^[39]. V enem ameriškem mestu (Opelika, Alabama) so uradniki uporabili LoRaWAN za pokritje območja 52 kvadratnih milj in povezali različne senzorje – vključno z detektorji ob železniških tirih, ki spremljajo puščanje nevarnih plinov v bližini prometne železnice ^[40]. Z le 7 LoRaWAN antenami je Opelika pokrila celotno mesto, za kar bi s tehnologijo krajšega dosega potrebovali “stotine Wi-Fi dostopnih točk” ^[41]. Za semaforje se lahko LoRaWAN uporablja za nadzor nadzorne opreme ali celo za brezžično sinhronizacijo luči. Mesto Calgary v Kanadi je namestilo senzorje na osnovi LoRa za spremljanje prometa in hrupa v priljubljenih zabaviščnih četrtih, da bi bolje upravljali zastoje in pritožbe zaradi hrupa ^[42]. Vsi ti primeri kažejo, kako lahko poceni omrežje z velikim dosegom izboljša mestno mobilnost in zmanjša zastoje z zbiranjem podatkov v realnem času iz celotnega prometnega omrežja.
Okoljsko spremljanje in odpornost na podnebne spremembe: Številna mesta zdaj uvajajo mreže okoljskih senzorjev – merjenje kakovosti zraka (ravni onesnaženosti), kakovosti vode v rekah, ravni hrupa, temperature, vlažnosti, celo sevanja ali spremljanje poplav. LoRaWAN se pogosto uporablja za te aplikacije, ker je mogoče senzorje namestiti po celotni mestni krajini – na strehah, uličnih drogovih, v kanalizaciji, parkih – in še vedno poročajo v centralni sistem. Na primer, sistemi za spremljanje onesnaženosti zraka na osnovi LoRa so bili uvedeni za spremljanje kakovosti zraka v mestih v realnem času ^[43]. Senzorji za poplave in dežni merilniki v pametnih mestnih sistemih za opozarjanje na poplave prav tako pogosto uporabljajo LoRaWAN, saj so lahko nameščeni na oddaljenih strugah ali razporejeni vzdolž vodotokov, a morajo pravočasno posredovati opozorila mestnim službam za nujne primere. Odprti protokol LoRaWAN celo podpira nizkoenergijske GPS sledilnike, ki jih mesta uporabljajo za sledenje sredstev (npr. spremljanje javnih koles ali gibanja mestne divjadi ali hišnih ljubljenčkov) ^[44]. Ker lahko LoRaWAN geolocira naprave prek radijskega signala, je mogoče slediti predmetom brez da bi vsaka naprava potrebovala energijsko potratni GPS čip – omrežje lahko približno določi lokacijo naprave s primerjavo časov signala na več prehodih. Ta tehnika se uporablja za sledenje mestni infrastrukturi in celo za pametne ovratnice za hišne ljubljenčke ali mestno živino ^[45].
Pametno merjenje porabe komunalnih storitev: Pomembna aplikacija pametnega mesta za LoRaWAN je povezovanje števcev za komunalne storitve – za vodo, plin in elektriko. Komunalna podjetja v številnih državah dodajajo IoT povezljivost števcem, da omogočijo avtomatizirano odčitavanje in boljše upravljanje povpraševanja. LoRaWAN, kot »varna, operaterska« možnost povezljivosti ^[46], je bila izbrana s strani številnih komunalnih podjetij za obsežne uvedbe. Na primer, mesta v Franciji in Nemčiji so uvedla na deset tisoče LoRaWAN vodomerov, ki porabo sporočajo vsako uro, kar omogoča hitrejše zaznavanje puščanj in natančnejše obračunavanje. Javno komunalno podjetje v Hamburgu, Nemčija (Stromnetz Hamburg), je zgradilo mestno LoRaWAN omrežje predvsem za podmerjenje in pametno upravljanje z energijo v stavbah ^[47]. Ker lahko LoRa signali dosežejo števce v kleteh ali podzemnih jaških, so zelo primerni za komunalno infrastrukturo. Ena LoRaWAN bazna postaja lahko zbira podatke iz tisočev vodomerov po celem okrožju, kar drastično zmanjša stroške odčitavanja števcev. Dodatna prednost je, da se lahko, ko je omrežje vzpostavljeno za merjenje, ponovno uporabi za druge mestne senzorje z minimalnimi dodatnimi stroški – s tem se gradi celovito pametno mestno omrežje. To »izkoriščanje obstoječe LoRaWAN infrastrukture za več namenov« je pogosta praksa v mestih: Montevideova omrežja za ulično razsvetljavo so bila na primer izrecno načrtovana kot večnamenska infrastruktura, ki lahko podpira ravnanje z odpadki, vodo in druge pametne mestne aplikacije prek istih LoRaWAN prehodov ^[48].

Ti primeri so le vrh ledene gore. Od javne varnosti (povezovanje hidrantov in alarmov) do pametnih stavb (nadzor HVAC in zasedenosti) do sistemov za opozarjanje na nesreče (senzorji za potrese ali zemeljske plazove), se je LoRaWAN izkazal kot prilagodljiv »živčni sistem« pametnega mesta. »LoRa naprave in odprt LoRaWAN protokol omogočajo pametne IoT aplikacije, ki rešujejo nekatere največje izzive našega planeta: upravljanje z energijo, zmanjševanje naravnih virov, nadzor onesnaževanja, učinkovitost infrastrukture, preprečevanje nesreč in še več,« poudarja Semtech, razvijalec LoRa ^[49]. V bistvu LoRaWAN mestom omogoča praktičen način za zbiranje podatkov povsod – s tem, ko ulične svetilke, avtobuse, smetnjake in kanalizacijo spremeni v vire vpogleda – brez velikih stroškov ali prenove obstoječe infrastrukture.

“Naraščajoče povpraševanje po rešitvah za pametna mesta poganjata urbanizacija in potreba po trajnostnem razvoju… Ko se mesta soočajo z izzivi, kot so onesnaženje, promet, ravnanje z odpadki in energetska učinkovitost, lahko uvedba IoT-tehnologij, ki jih poganja LoRaWAN, omogoči boljše upravljanje virov in izboljša kakovost življenja prebivalcev.” – Alper Yegin, izvršni direktor LoRa Alliance (2024) ^[50]

Pametna kmetijstvo: LoRaWAN na kmetiji

Daleč od urbanega vrveža LoRaWAN prav tako prinaša spremembe v kmetijskem sektorju, saj uvaja dobo “pametnega kmetovanja” oziroma preciznega kmetijstva. Kmetije in ranči pogosto obsegajo obsežna, oddaljena območja, kjer je povezljivost redka, napeljava elektrike ali internetnih kablov pa neizvedljiva. Brezžična tehnologija LoRaWAN z dolgim dosegom in varčnostjo z energijo je popolna rešitev za povezovanje polj, rastlinjakov in pašnikov z digitalnim svetom. Kot pravi eden izmed strokovnjakov za IoT v kmetijstvu, “IoT bo prihodnost kmetovanja dvignil na višjo raven”, LoRaWAN pa je ključni omogočevalec te revolucije ^[51]. Tukaj je nekaj načinov, kako se LoRaWAN uporablja na kmetijah:

Spremljanje tal in pridelkov: Morda najpomembnejša uporaba je uporaba senzorjev za vlažnost tal in podnebnih senzorjev po poljih za optimizacijo namakanja in zdravja pridelkov. Z vgradnjo majhnih sond, povezanih z LoRaWAN, v tla lahko kmetje v realnem času spremljajo vlažnost na različnih globinah, temperaturo tal in celo raven hranil. Ti podatki se pošiljajo na nadzorno ploščo, kjer je mogoče upravljati namakalne sisteme. Na primer, pridelovalci lahko vidijo, kateri deli polja so suhi, in zalivajo le tam, kjer je potrebno, s čimer prihranijo velike količine vode in energije. V Avstraliji so kmetje na velikih površinah uporabili LoRaWAN senzorje za vlažnost tal in vremenske senzorje za povečanje učinkovitosti porabe vode in povečanje pridelka ^[52]. Vinogradi v Evropi in na Bližnjem vzhodu so namestili LoRaWAN senzorska omrežja za zajemanje mikroklime v različnih blokih trte – podatki, kot so vlažnost, vlažnost listov in temperatura – za boljše vodenje namakanja in celo napovedovanje bolezni. V Château Kefraya v Libanonu je obsežen vinograd sodeloval s tehnološkimi podjetji pri namestitvi LoRaWAN senzorjev na trte in v tla, s čimer so avtomatizirali zbiranje podatkov, ki je bilo prej opravljeno ročno in zamudno ^[53]. Vinogradniki so poročali, da je ta IoT pristop pomagal izboljšati kakovost grozdja in informiral odločitve, kot sta čas in količina namakanja, kar je vodilo do boljše proizvodnje vina z nižjimi stroški^[54].
Pametni namakalni sistemi: S spremljanjem tal je povezano avtomatizirano upravljanje namakanja z uporabo LoRaWAN. Pametni krmilniki za namakanje lahko prejemajo podatke iz LoRaWAN senzorjev v tleh in nato ustrezno odpirajo ali zapirajo ventile (ali pošiljajo opozorila na telefone kmetov). V pilotnem projektu v oljčnem nasadu v Evropi je LoRaWAN-platforma za namakanje dokazano bistveno zmanjšala porabo vode ob ohranjanju pridelka ^[55]. Dolg doseg LoRaWAN je tu ključnega pomena, saj lahko ena sama prehodna postaja na silosu komunicira s senzorji v tleh, razporejenimi na stotine hektarjev. Podjetja so predstavila ventilske aktuatorje z LoRaWAN in krmilnike črpalk, ki kmetom omogočajo daljinsko upravljanje urnikov zalivanja. To je izjemno uporabno za regije, ki se soočajo s pomanjkanjem vode – z zalivanjem le takrat in tam, kjer je potrebno, postane kmetijstvo bolj trajnostno. Študija primera v Aziji o pridelavi riža je uporabila LoRaWAN senzorje za izvajanje izmeničnega namakanja in sušenja (AWD), vodovarčnega postopka, in dosegla manjšo porabo vode ter celo zmanjšala emisije metana iz riževih polj ^[56]. Nizka cena LoRaWAN senzorjev omogoča opremljanje tudi velikih, nizko donosnih kmetij z desetinami senzorjev in aktuatorjev, kar bi bilo s celičnimi napravami predrago.
Sledenje in zdravje živine: Govedorejci uvajajo LoRaWAN za nadzor nad čredami. Tradicionalno govedorejo pogosto spremlja vožnja na oddaljena polja za iskanje in pregled živali – zdaj pa lahko pametne ušesne značke in ovratnice prek LoRaWAN pošiljajo GPS lokacijo živali in celo biometrične podatke. Na Nizozemskem mlečne kmetije uporabljajo LoRaWAN ovratnice za spremljanje lokacije in aktivnosti vsake krave, kar kmetom pomaga zaznati zdravstvene težave (npr. manj gibanja zaradi bolezni) in učinkoviteje upravljati pašo ^[57]. Ker lahko LoRa signal pokrije celotno kmetijo z eno anteno na hribu, se lahko krave prosto gibljejo in ostanejo povezane. V Avstraliji in ZDA več zagonskih podjetij ponuja LoRa sisteme za sledenje govedu, kjer sončno napajane LoRaWAN prehodne postaje na kmetiji posredujejo lokacije stotin označenih živali v oblak. To ne le prihrani čas (ni več ur iskanja izgubljenih živali), ampak tudi izboljša dobrobit živali – kmetje prejmejo opozorila, če se žival ne premika (morda poškodba) ali je zapustila določeno območje. Dolg doseg LoRaWAN tudi v hribovitem ali gozdnatem terenu je velika prednost za sledenje živini na oddaljenih pašnikih, kjer je mobilni signal šibek. Značke imajo lahko večletno življenjsko dobo baterije, za razliko od GPS ovratnic, ki jih je treba polniti tedensko. Poleg velike živine se LoRaWAN uporablja tudi v perutninarstvu in prašičereji za spremljanje razmer v hlevih: senzorji v realnem času merijo temperaturo, vlago, amonijak in raven krme ter opozarjajo kmete na morebitne težave v kokošnjakih ali svinjskih hlevih za boljše zdravje in produktivnost živali ^[58].
Klimatske in vremenske postaje: Kmetije so zelo občutljive na vreme. LoRaWAN podpira različne vremenske postaje in mikroklimatske senzorje, ki jih je mogoče razporediti po kmetijskih površinah za zagotavljanje zelo lokaliziranih podatkov. Te postaje lahko merijo količino padavin, hitrost vetra, sončno sevanje in druge meritve ter brezžično poročajo nazaj. Na primer, nasad citrusov bi lahko imel LoRaWAN senzorje za zmrzal, ki pošiljajo opozorila, ko se temperatura v nasadu približa ledišču, tako da lahko kmet aktivira ukrepe za zaščito pred zmrzaljo. S svojo lastno mrežo LoRa vremenskih senzorjev kmetje niso več odvisni le od oddaljenih državnih vremenskih podatkov – dobijo podatke neposredno s svojih polj, kar omogoča natančnejše odločitve o setvi, žetvi ali škropljenju. Integracija LoRaWAN z vremenom lahko podatke posreduje tudi avtomatiziranim sistemom; npr., če so zaznani močni vetrovi, se lahko polet drona prestavi, ali pa se v primeru zaznanih močnih padavin prilagodi urnik namakanja. Ker lahko LoRaWAN pokrije celotno posestvo, je dodajanje več vremenskih senzorjev enostavno in brez naročnin. To demokratizira podatke, ki so bili nekoč dragi za zbiranje.
Spremljanje sredstev in opreme: Sodobne kmetije imajo veliko gibljivih delov – traktorje, stroje, rezervoarje za gorivo, silose, hladilnice itd. LoRaWAN se uporablja za sledenje kmetijski opremi (prek GPS enot na traktorjih ali kombajnih) in za spremljanje stanja kmetijskih sredstev. Na primer, senzorji na rezervoarjih za gorivo lahko poročajo o nivoju goriva, tako da se zaloge dostavijo pravočasno. Silosi za žito, opremljeni s LoRaWAN senzorji za nivo, omogočajo kmetom, da na daljavo preverijo, koliko žita je shranjenega in ali so pogoji (temperatura/vlaga) varni za preprečevanje kvarjenja ^[59]. Obstajajo celo LoRaWAN senzorji za spremljanje panjev, ki spremljajo razmere v panjih za boljše upravljanje opraševanja ^[60]. Ena glavnih prednosti v kmetijstvu je prihranek pri delu – pred nekaj desetletji so bile informacije o kmetiji večinoma pridobljene z osebnim pregledom polj ali ročnim zapisovanjem podatkov. Zdaj lahko mreža LoRaWAN senzorjev avtomatizira zbiranje teh podatkov. Kmetje lahko sprejemajo odločitve na podlagi podatkov s svojega tabličnega računalnika ali telefona in tako usmerijo omejeno delovno silo tja, kjer je najbolj potrebna. Posledično so kmetije, ki uporabljajo LoRaWAN, poročale o višjih pridelkih, nižjih vhodnih stroških in učinkovitejšem poslovanju^[61].

»Presenetilo me je, koliko je IoT – še posebej LoRaWAN – pomagal vinogradniškim inženirjem izboljšati kakovost vina in s tem tudi proizvodnjo. IoT bo prihodnost kmetijstva in poljedelstva dvignil na višjo raven.« – Maher Choufani, vodja IoT projektov pri pametnem vinogradniškem projektu v Libanonu ^[62]^[63]

Vzpon LoRaWAN v kmetijstvu je del širšega trenda k preciznemu kmetovanju, kjer se meri vsaka kapljica vode in vsaka rastlina za optimizacijo rasti in trajnosti. Zmožnost LoRaWAN, da poveže najbolj oddaljene kotičke kmetije z napravami, ki na baterijo zdržijo več sezon, odpira vrata kmetovanju, temelječemu na podatkih, v velikem obsegu. Od malih družinskih kmetij do velikih industrijskih pridelovalcev – mnogi zdaj preizkušajo ali uvajajo LoRaWAN sisteme, pogosto s podporo državnih subvencij za pametno kmetijstvo ali pobud proizvajalcev hrane za izboljšanje učinkovitosti dobavne verige. Tehnologija dokazuje svojo vrednost z večjimi pridelki, zmanjševanjem odpadkov (voda, gnojila, gorivo) in zagotavljanjem miru kmetom, ki lahko “vidijo” celotno operacijo na prvi pogled. Skratka, LoRaWAN pomaga odpraviti del večne ugibanja v kmetijstvu in ga nadomešča s trdimi podatki, dostopnimi kjerkoli prek oblaka.

Globalno sprejemanje, ključni akterji v industriji in trendi politike

Zagon LoRaWAN ni omejen le na nekaj tehnološko naprednih mest ali kmetij – razvil se je v globalni IoT fenomen s širokim ekosistemom podjetij in javnih pobud v ozadju. Po podatkih LoRa Alliance za leto 2024 obstajajo LoRaWAN omrežja v več kot 170 državah, vključno z implementacijami več kot 170 večjih telekomunikacijskih operaterjev ter neštetimi zasebnimi omrežji ^[64]. Ta razdelek izpostavlja glavne akterje, ki poganjajo LoRaWAN naprej, ter regulativno/politično okolje, ki oblikuje njegovo uporabo.

Industrijsko zavezništvo in glavna podjetja:LoRa Alliance (ustanovljena 2015) ima osrednjo vlogo pri usklajevanju standarda in ekosistema. Vključuje stotine članov – od proizvajalcev čipov in naprav do operaterjev omrežij in oblačnih platform. Semtech Corporation, ki je razvila LoRa radijsko tehnologijo, je ključni ustanovni član, vendar se je pridružilo še veliko drugih. Pomembna podjetja v ekosistemu LoRaWAN so:

Semtech: Proizvajalec LoRa čipov in radiev, vgrajenih v senzorje in prehode. V bistvu vratar LoRa tehnologije (čeprav jo zdaj licencira tudi drugim proizvajalcem čipov), je Semtech zagovornik LoRaWAN za IoT povezljivost. Njihovi čipi se pojavljajo v vsem, od pametnih mišolovk do industrijskih števcev.
Operaterji omrežij: Številni specializirani operaterji IoT omrežij so zgradili LoRaWAN omrežja. Na primer, Senet v ZDA upravlja eno največjih javnih LoRaWAN omrežij, ki pokriva več kot 1.300 mest in 55 milijonov ljudi v 29 zveznih državah ^[65]. Everynet je še en primer, ki upravlja LoRaWAN omrežja na ravni operaterjev po Evropi, Aziji in obeh Amerikah (Everynetovo omrežje obsega več deset držav; pred kratkim ga je prevzel švedski Netmore, da bi oblikoval globalnega LoRaWAN operaterja v 17 državah ^[66]). Tudi tradicionalna telekomunikacijska podjetja so sprejela LoRaWAN: na primer, Orange in Bouygues Telecom v Franciji sta bila med prvimi, ki sta leta 2016 uvedla LoRaWAN po vsej državi; Tata Communications v Indiji je vzpostavil ogromno LoRaWAN omrežje, ki pokriva stotine mest kot del indijske pobude Pametno mesto ^[67]. SK Telecom in KT v Južni Koreji, Swisscom v Švici, KPN na Nizozemskem in Comcastov MachineQ v ZDA so drugi primeri velikih operaterjev, ki so lansirali LoRaWAN storitve. Danes obstaja več deset javnih LoRaWAN operaterjev; pravzaprav je LoRa Alliance do konca leta 2024 naštel 166 LoRaWAN operaterjev omrežij po vsem svetu ^[68].
Skupnostna omrežja: LoRaWAN ima tudi svojo “od spodaj navzgor” plat. The Things Network (TTN) je globalno omrežje, ki ga vodi skupnost, kjer prostovoljci postavljajo prehode in brezplačno delijo pokritost. TTN se je začel v Amsterdamu in se razširil po vsem svetu, kar dokazuje moč odprte skupnosti IoT. Drug odmeven primer je Helium, “Ljudsko omrežje”, ki je ubralo kripto-spodbuden pristop: posamezniki gostijo LoRaWAN hotspot-e in zaslužijo kriptovaluto, ko njihov prehod prenaša promet naprav. Na vrhuncu leta 2021 je Helium doživel eksplozijo postavitev – v približno enem letu je zrasel s 7.000 hotspotov na več kot 175.000 hotspotov v 123 državah^[69] – kar ga uvršča med največja LoRaWAN omrežja po pokritosti. (Helium se je od takrat preusmeril in se integriral z drugimi omrežji, kot je Senet ^[70], vendar je prikazal nov, decentraliziran model gradnje omrežij.) Ta skupnostna omrežja dopolnjujejo komercialne postavitve in pogosto zapolnjujejo vrzeli v pokritosti, spodbujajo inovacije, saj vsakomur omogočajo eksperimentiranje z IoT po nizki ceni.
Ponudniki rešitev in integratorji: Obstaja cvetoč trg podjetij, ki nudijo celovite LoRaWAN rešitve za specifične vertikale. Na primer, Actility (Francija) ponuja platformo ThingPark – LoRaWAN strežnik omrežja in rešitev za upravljanje – ter sodeluje z operaterji in podjetji po vsem svetu. Actility je omogočil projekte, kot sta razsvetljava v Montevideu in nacionalna omrežja v Avstraliji ^[71]. TeKTELIC (Kanada) je glavni proizvajalec LoRaWAN baznih postaj in senzorjev, pogosto prisoten pri projektih v komunalnih podjetjih in mestih. MultiTech, Kerlink, Laird Connectivity in Cisco vsi proizvajajo LoRaWAN strojno opremo za prehode. Na strani naprav številna podjetja, kot so Decentlab, Dragino, Digital Matter, Microchip, Murata (in mnoga druga), razvijajo LoRaWAN senzorje, module in sledilnike za različne potrebe. Tudi velike blagovne znamke so končni uporabniki LoRaWAN: logistična podjetja uporabljajo LoRaWAN za sledenje sredstev v dobavnih verigah, naftna in plinska podjetja ga uporabljajo za nadzor cevovodov in rezervoarjev, trgovske/verižne restavracije pa so LoRaWAN uvedle za nadzor objektov. Leta 2024 je LoRa Alliance izpostavila, da podjetja kot so Starbucks, Volvo, Chevron, Chick-fil-A in Logitech v svojih operacijah uporabljajo LoRaWAN ^[72] – kar dokazuje, kako uveljavljena je ta tehnologija postala za podjetniški IoT.

Pobude za javno infrastrukturo: Vlade in javne agencije so na različne načine podprle tudi LoRaWAN. Evropska unija je podprla IoT testna okolja in programe financiranja, ki vključujejo LoRaWAN uvedbe za pametna mesta in kmetijstvo v državah članicah. Na primer, več EU raziskovalnih projektov je prikazalo uporabo LoRaWAN za okoljsko spremljanje na podeželju (spremljanje gozdov, biotske raznovrstnosti itd.). V Indiji je vladna pobuda Smart Cities Mission spodbujala mesta k uporabi IoT za izboljšanje urbanega okolja; nacionalno LoRaWAN omrežje Tata Communications je bilo delno usklajeno s to pobudo in danes povezuje številne mestne projekte, od javne razsvetljave do pametnega parkiranja ^[73]. Na Kitajskem se LoRaWAN uporablja v mestnih omrežjih (čeprav je tam bolj prevladujoč državno podprt NB-IoT, nekatere kitajske mestne oblasti pa še vedno uvajajo LoRaWAN za specifične zasebne primere, kot so industrijski parki ali kampusna omrežja). Avstralija in Nova Zelandija sta imeli vladno financirana območja za kmetijski IoT, kjer se LoRaWAN uporablja za pomoč kmetom pri preizkušanju novih tehnologij. In v Združenih državah Amerike, čeprav ni zveznega LoRaWAN omrežja, so mestne oblasti, kot so Los Angeles, Chicago in New York, izvajale pilotske programe z LoRaWAN za stvari, kot so senzorji za poplave in upravljanje odpadkov, pogosto v partnerstvu z zagonskimi podjetji. Relativna cenovna dostopnost LoRaWAN je privlačna za javni sektor IoT: mesto lahko uvede namensko IoT omrežje za delček stroškov, ki bi jih zahtevala enakovredna mobilna ali žična povezljivost.

Eden izmed pomembnih trendov v politiki je prizadevanje za interoperabilnost in sobivanje IoT omrežij. Zgodba o LoRaWAN in njenem nekdanjem konkurentu Sigfoxu je poučna. Sigfox (proprietarna LPWAN, ki uporablja ultra ozkopasovno tehnologijo) je bil nekoč vzporeden ekosistem, a po finančnih težavah so operaterji Sigfoxa (zdaj pod podjetjem UnaBiz) dejansko pristopili k LoRa Alliance leta 2023 in začeli delati na povezovanju tako imenovane Sigfoxove “0G” tehnologije z LoRaWAN omrežji ^[74]. Pravzaprav UnaBiz in partnerji integrirajo Sigfox protokole na LoRa čipe in združujejo pokritost LoRaWAN in Sigfox v enotnih ponudbah ^[75]. To kaže na konsolidacijo na področju LPWAN: LoRaWAN je dejansko postal de facto standard za nelicencirane LPWAN, in celo nekdanji konkurenti se mu prilagajajo. Medtem pa na strani licenciranega spektra mobilni operaterji še naprej promovirajo NB-IoT in LTE-M za IoT. Vendar pa mnogi vidijo prihodnost kot komplementarno – LoRaWAN za določene primere uporabe in zasebna omrežja, celični IoT za druge. Omeniti velja, da je LoRaWAN v prednosti pri integraciji s satelitskimi IoT storitvami: do leta 2024 so vsaj tri podjetja (kot Lacuna Space in Wyld Networks) zagotavljala LoRaWAN povezljivost iz vesolja, s čimer so sateliti postali krožeča LoRaWAN prehodna točka za doseganje oddaljenih območij ^[76]. Regulatorji (prek organov, kot sta ITU in nacionalne telekomunikacijske agencije) si prizadevajo dodeliti spekter za te satelitske IoT povezave, tako da se lahko LoRa naprava brez težav poveže prek satelita, ko je izven dosega zemeljskih omrežij ^[77]. Ta ne-terestrična razširitev bi lahko močno izboljšala pokritost za pomorstvo, divjino in scenarije obnove po nesrečah – in LoRaWAN je pri tem v ospredju v primerjavi z drugimi LPWAN tehnologijami.

Kar zadeva politiko spektra, ker LoRaWAN uporablja skupne pasove, je poudarek na pošteni uporabi in upravljanju motenj. Sam protokol LoRaWAN je zasnovan tako, da je “vljuden” do spektra: uporablja prilagodljive podatkovne hitrosti za zmanjšanje časa oddajanja, v regijah, kot je Evropa, pa upošteva omejitve delovnega cikla. V ZDA sledi pravilom FCC za naprave s frekvenčnim skakanjem. Do zdaj ni bilo večjih regulativnih ovir za LoRaWAN – če že, regulatorji cenijo, da spodbuja inovacije v IoT brez potrebe po novih dodelitvah spektra. Nadaljnja rast bi lahko spodbudila bolj formalizirane smernice, vendar ima LoRa Alliance Regulativno delovno skupino, ki je namenjena prav sodelovanju z regulatorji ter zagotavljanju skladnosti in harmonizacije spektra ^[78].

Strokovni vpogledi in prihodnji pogled

Ko vstopamo v leto 2025 in naprej, je v industriji soglasje, da bo LoRaWAN še naprej igral ključno vlogo pri širjenju interneta stvari. Leto 2024 je izvršni direktor LoRa Alliance Alper Yegin ^[79] opisal kot »prelomno leto za digitalno preobrazbo in široko sprejetje IoT«, rast LoRaWAN pa to potrjuje. Člani zveze so poročali o dvomestnih stopnjah rasti pri implementacijah; na primer, Actility je povečal število upravljanih naprav za 50 % na 4 milijone, The Things Industries je dosegel 2,7 milijona naprav (prav tako 50 % letna rast), Zenner (podjetje za pametno merjenje) pa je presegel 9 milijonov nameščenih LoRa naprav ^[80]. Ti podatki kažejo na zdravo in rastoče ekosisteme.

Analitiki menijo, da je LoRaWAN dobro pozicioniran za prihodnost IoT. Projekcija podjetja Omdia o več kot 3,5 milijarde LPWAN povezav do leta 2030 ^[81] poudarja ogromen obseg pričakovane posvojitve IoT, LoRaWAN pa je prepoznan kot glavni gonilnik te rasti. »LoRaWAN postaja ključna komponenta v razvoju pametnejših urbanih okolij,« je dejal Robin Duke-Woolley, direktor Beecham Research, in dodal, da se LoRaWAN že uporablja v vedno širšem naboru mestnih aplikacij po vseh regijah ^[82]. Z drugimi besedami, to ni nišna tehnologija – je široko uporabna, od evropskih prestolnic do mest v državah v razvoju, od visokotehnoloških tovarn do skromnih družinskih kmetij.

Eden od razlogov za optimizem strokovnjakov je vsestranskost in skupnost LoRaWAN. Redko vidimo tehnologijo, ki je hkrati pripravljena za podjetja (uporabljajo jo operaterji in podjetja s seznama Fortune 500) in temelji na skupnosti (gradijo jo navdušenci in zagonska podjetja). Ta raznolikost spodbuja inovacije. Sam standard se razvija: prihajajoče izboljšave bodo izboljšale uvajanje naprav (da bo čim bližje plug-and-play), omogočile posodobitve vdelane programske opreme na daljavo (kar je ključno, ko flote IoT naprav starajo), in omogočile večjo integracijo z IoT podatkovnimi platformami. LoRa Alliance prav tako pripravlja specifikacije za IPv6 prek LoRaWAN in druge interoperabilne okvire, da bi zagotovili, da se lahko LoRaWAN omrežja enostavno povežejo s širšo internetno infrastrukturo.

Z vidika tehnologije lahko pričakujemo, da bo LoRaWAN v prihodnjih letih nadgrajen z robnim računalništvom in umetno inteligenco. Na primer, pametno mesto bi lahko uporabilo AI-algoritem na strežniku omrežja za zaznavanje anomalij v podatkih senzorjev (kot je nenaden porast pretoka vode, ki nakazuje počeno cev) in samodejno pošiljanje opozoril. LoRaWAN zagotavlja vir podatkov in pokritost; plast inteligence pa lahko deluje na vrhu. Podobno lahko v kmetijstvu strojno učenje analizira LoRa senzorje za napovedovanje bolezni pridelkov ali optimizacijo urnikov gnojenja. Povezljivost je le omogočevalec – pravi učinek izhaja iz vpogledov in ukrepov na teh podatkih.

Drug trend je hibridno omrežje. LoRaWAN ne obstaja v izolaciji; obstajajo scenariji, kjer se lahko LoRaWAN omrežje poveže v zaledje 5G omrežja (na primer, uporaba 5G za hrbtenično povezavo med prehodi in oblakom), ali kjer naprave uporabljajo LoRaWAN za primarno povezljivost, a po potrebi preklopijo na mobilno omrežje. Standardizacijska telesa delajo na konvergenci, da bi različna IoT omrežja lahko sodelovala. Dejstvo, da je LoRaWAN odprt standard, olajša integracijo z oblačnimi platformami (AWS IoT, Azure IoT itd. vsi podpirajo LoRaWAN prek partnerjev) in celo z drugimi protokoli (vidimo podjetja, ki ponujajo kombinirane rešitve LoRaWAN + BLE ali LoRaWAN + Wi-Fi, vsaka za svoje najboljše področje uporabe).

Kar zadeva politiko, je eno od področij, ki jih velja spremljati, kako bodo regulatorji obravnavali pritok IoT naprav. Varnost je velika skrb – milijarde povezanih senzorjev pomenijo večje možnosti za napade, če niso dobro upravljani. Močno šifriranje in postopek vključevanja pri LoRaWAN sta dober začetek, vendar bodo deležniki verjetno zahtevali še bolj robustne varnostne okvire (sklic Alianse na »PKI za poenostavljeno uvajanje naprav« nakazuje premike k temu, da bodo IoT uvedbe varne in uporabniku prijazne ^[83]). Poleg tega bi lahko postala pomembna tudi trajnost: IoT lahko prihrani energijo (npr. z zmanjšano uporabo javne razsvetljave in natančnim namakanjem), a hkrati pomeni veliko naprav v okolju. Na srečo LoRaWAN naprave, s podaljšano življenjsko dobo baterije na več let in omogočanjem boljšega upravljanja z vodo, pozitivno prispevajo k okoljskim ciljem. Z rastjo IoT lahko pričakujemo več razprav o e-odpadkih in recikliranju baterij – področjih, kjer imajo dolgožive naprave prednost.

Za zaključek, dosedanja zgodba LoRaWAN je zgodba o pragmatičnem uspehu: našel je vrzel (povezljivost na dolge razdalje z nizko porabo energije) in jo zapolnil bolje kot kdorkoli drug, s sodelovanjem in odprtostjo. Mesta, ki uvajajo LoRaWAN, opažajo oprijemljive izboljšave storitev in učinkovitosti – od Barcelone do Mumbaja resnične implementacije znižujejo stroške in izboljšujejo kakovost življenja. Kmetje od Kalifornije do Queenslanda dosegajo večje pridelke in večji mir, saj opremljajo svoja polja in črede s senzorji LoRaWAN. In to je verjetno šele začetek. Kot je povzel en pametni mestni pregled za leto 2024, je »potencial zelo velik« za LoRaWAN v mestnih inovacijah ^[84]. Prav tako je potencial velik na podeželskih in industrijskih področjih. Z živahnim ekosistemom in pospešeno uporabo je LoRaWAN na dobri poti, da ostane hrbtenica IoT revolucije – tiho povezuje naprave po svetu, paket za paketom na dolge razdalje.

Viri:

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]
Tektelic Blog – “Kako LoRaWAN preoblikuje mesta” (2021, posodobljeno 2024) ^[91]
Tektelic Blog – “Kako lahko LoRaWAN prihrani denar kmetom in poveča pridelke” (2021, posodobljeno 2024) ^[92]
Atomsenses Blog – “Kako LoRaWAN preoblikuje kmetijstvo” (julij 2024) ^[93]
IoT Evolution World – “Partnerstvo Senet in Helium širi dostop do LoRaWAN” (september 2021) ^[94]

Smart city solutions with LoRaWAN - Meshed IoT

Oglej si posnetek na YouTube.

References