Para calcular la capacidad de red de LoRaWAN, se deben considerar varios factores técnicos, como el ancho de banda del canal, el factor de ensanchamiento (SF), la velocidad de datos, el tamaño del mensaje, las limitaciones del ciclo de trabajo, el número de puertas de enlace y la frecuencia de transmisión de mensajes de los dispositivos. A continuación, se presenta una guía detallada paso a paso para facilitar la estimación. Capacidad de la red LoRaWAN:

1) Identificar parámetros clave

• Ancho de banda (BW): Normalmente 125 kHz.
• Factor de propagación (FE): LoRaWAN admite SF7 a SF12, donde valores SF más altos significan velocidades de datos más bajas y tiempos de transmisión más largos.
• Velocidad de datos (DR): Determinado por el ancho de banda y SF; diferentes valores de DR dan como resultado diferentes tiempos de transmisión.
• Tamaño de la carga útil: Generalmente se mide en bytes, asumiendo 12 bytes aquí.
• Frecuencia de transmisión de mensajes: Supongamos que cada dispositivo envía 10 mensajes por día.
• Limitación del ciclo de trabajo: Supongamos 1% (una restricción típica en Europa).
• Número de canales: Supongamos 8 canales.
• Número de dispositivos: Este es el parámetro que necesitamos estimar.

2) Calcular el tiempo de transmisión de un solo mensaje

Utilice la siguiente fórmula para calcular el tiempo de emisión de un solo mensaje LoRa:
[T_mensaje = Tiempo del símbolo × (Símbolos de carga útil + Longitud del preámbulo)]
Donde el tiempo del símbolo depende de SF y BW, y los símbolos de carga útil están relacionados con el tamaño de la carga útil y la tasa de codificación (CR).

• Tiempo del símbolo = (2^SF/BW)
• Símbolos de carga útil Depende de CR y del tamaño de la carga útil.

Por ejemplo, con un ancho de banda de 125 kHz y SF12, enviar un mensaje de 12 bytes puede tardar aproximadamente 1,5 segundos (esto es una aproximación y se pueden calcular valores específicos utilizando herramientas especializadas).

Una forma sencilla de calcular este número es utilizar la herramienta siguiente.

https://www.semtech.com/design-support/lora-calculator

3) Calcular el número máximo de mensajes por canal

Suponiendo que el canal está funcionando en el ciclo de trabajo máximo:

[NORTE_{máximo por canal} =T_disponible/T_mensaje]

¿Dónde está el tiempo total disponible en un día (normalmente 24 horas multiplicadas por 3600 segundos) y el límite del ciclo de trabajo (por ejemplo, 1%)?.

4) Calcular el número máximo de mensajes por puerta de enlace

Si hay 8 canales:

[NORTE_{máximo por puerta de enlace} = N_{máximo por canal} × 8]

5) Calcule el número máximo de dispositivos

Suponiendo que cada dispositivo envía 10 mensajes por día:

[NORTE_dispositivos = N_{máximo por puerta de enlace}/Mensajes diarios por dispositivo]

6) Estimación final de la capacidad de la red

Siguiendo los pasos anteriores, puede estimar la capacidad máxima teórica de una red LoRaWAN. Sin embargo, la capacidad real suele ser menor debido a factores reales como la distribución de dispositivos, la interferencia de señales, la conflictividad de paquetes y la tasa de fallos de transmisión. En la práctica, la capacidad real de una puerta de enlace de 8 canales puede variar entre varios miles y decenas de miles de dispositivos.

Ejemplo:

• Si el tiempo de transmisión (T_”msg”) de un solo mensaje es de 1,5 segundos y el ciclo de trabajo es 1%, un canal puede manejar aproximadamente 576 mensajes por día.
• En 8 canales, esto suma un total de alrededor de 4.608 mensajes por día.
• Si cada dispositivo envía 10 mensajes al día, la puerta de enlace puede admitir aproximadamente 460 dispositivos. Recomendamos utilizar aproximadamente 15% de la capacidad total de la puerta de enlace para evitar conflictos y pérdidas de paquetes.

Este método de cálculo se puede aplicar a diversos escenarios de implementación de LoRaWAN, con valores específicos que varían según la configuración de la red y las condiciones ambientales. Contáctenos para obtener el “Herramienta de evaluación de capacidad de red LoRaWAN de 8 canales”

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