Per calcolare la capacità di rete di LoRaWAN, è necessario considerare diversi fattori tecnici, tra cui la larghezza di banda del canale, il fattore di diffusione (SF), la velocità dei dati, la dimensione del messaggio, le limitazioni del duty cycle, il numero di gateway e la frequenza di trasmissione dei messaggi dei dispositivi. Di seguito è riportata una guida dettagliata passo dopo passo per aiutare a stimare la capacità. Capacità della rete LoRaWAN:
1) Identificare i parametri chiave
- Larghezza di banda (BW): Tipicamente 125 kHz.
- Fattore di diffusione (SF): LoRaWAN supporta SF7 - SF12, dove valori SF più elevati comportano velocità di trasmissione dati inferiori e tempi di trasmissione più lunghi.
- Velocità dati (DR): Determinato dalla larghezza di banda e da SF; diversi valori DR determinano tempi di trasmissione diversi.
- Dimensioni del carico utile: Solitamente misurato in byte, qui si suppone che siano 12 byte.
- Frequenza di trasmissione dei messaggi: Supponiamo che ogni dispositivo invii 10 messaggi al giorno.
- Limitazione del ciclo di lavoro: Si supponga 1% (una restrizione tipica in Europa).
- Numero di canali: Supponiamo 8 canali.
- Numero di dispositivi: Questo è il parametro che dobbiamo stimare.
2) Calcola il tempo di trasmissione per un singolo messaggio
Utilizzare la seguente formula per calcolare il tempo di trasmissione di un singolo messaggio LoRa:
[Tmessaggio di testo = Tempo del simbolo × (Simboli del carico utile + Lunghezza del preambolo)]
Dove il tempo del simbolo dipende da SF e BW, e i simboli del payload sono correlati alla dimensione del payload e alla velocità di codifica (CR).
- Simbolo Tempo = (2San Francisco/BW)
- Simboli del carico utile dipendono dal CR e dalle dimensioni del carico utile.
Ad esempio, con una larghezza di banda di 125 kHz e SF12, l'invio di un messaggio da 12 byte potrebbe richiedere circa 1,5 secondi (si tratta di un'approssimazione e valori specifici possono essere calcolati utilizzando strumenti specializzati).
Un modo semplice per calcolare questo numero è utilizzare lo strumento qui sotto.
https://www.semtech.com/design-support/lora-calculator
3) Calcola il numero massimo di messaggi per canale
Supponendo che il canale funzioni al massimo ciclo di lavoro:
[Nmassimo per canale =Tdisponibile/Tmessaggio di testo]
Dove è il tempo totale disponibile in un giorno (in genere 24 ore moltiplicato per 3600 secondi) e il limite del ciclo di lavoro (ad esempio, 1%).
4) Calcola il numero massimo di messaggi per gateway
Se ci sono 8 canali:
[Nmassimo per gateway = Nmassimo per canale × 8]
5) Stimare il numero massimo di dispositivi
Supponendo che ogni dispositivo invii 10 messaggi al giorno:
[Ndispositivi = Nmassimo per gateway/Messaggi giornalieri per dispositivo]
6) Stima finale della capacità della rete
Seguendo i passaggi sopra descritti, è possibile stimare la capacità massima teorica di una rete LoRaWAN. Tuttavia, la capacità effettiva è in genere inferiore a causa di fattori reali come la distribuzione dei dispositivi, l'interferenza del segnale, i conflitti tra pacchetti e i tassi di errore di trasmissione. In pratica, la capacità effettiva di un gateway a 8 canali può variare da diverse migliaia a decine di migliaia di dispositivi.
Esempio:
- Se il tempo di trasmissione (T_”msg” ) per un singolo messaggio è di 1,5 secondi e il ciclo di lavoro è 1%, un canale può gestire circa 576 messaggi al giorno.
- Su 8 canali, il totale è di circa 4608 messaggi al giorno.
- Se ogni dispositivo invia 10 messaggi al giorno, il gateway può supportare circa 460 dispositivi. Si consiglia di utilizzare circa 15% della capacità totale di un gateway per evitare conflitti e perdite di pacchetti ripetuti.
Questo metodo di calcolo può essere applicato a vari scenari di distribuzione LoRaWAN, con valori specifici che variano in base alla configurazione della rete e alle condizioni ambientali. contattaci per ottenere il "“Strumento di valutazione della capacità della rete LoRaWAN a 8 canali”
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