L'Internet delle cose (IoT) sta rapidamente trasformando i settori industriali, consentendo ai dispositivi intelligenti di comunicare su lunghe distanze con un consumo energetico minimo. Una delle tecnologie alla base di questa rivoluzione è LoRaWAN (Long Range Wide Area Network), un protocollo progettato per reti a bassa potenza e ad ampio raggio (LPWAN). Tuttavia, LoRaWAN funziona in modo diverso a seconda della regione: EU868 e US915 sono le bande di frequenza principali rispettivamente in Europa e in Nord America. Comprendere le differenze tra LoRaWAN EU868 e LoRaWAN US915 è fondamentale per gli sviluppatori e le aziende che intendono implementare soluzioni IoT.
Che cos'è LoRaWAN?
LoRaWAN è un protocollo di rete costruito sulla base della modulazione LoRa (Long Range), che consente una comunicazione sicura e bidirezionale tra i dispositivi IoT e i server centrali. È particolarmente adatto per le applicazioni in cui i dispositivi devono trasmettere piccole quantità di dati su lunghe distanze, come ad esempio i contatori intelligenti, il monitoraggio delle risorse e il monitoraggio ambientale.
Bande di frequenza: EU868 vs. US915
La differenza più significativa tra LoRaWAN EU868 e LoRaWAN US915 risiede nelle bande di frequenza:
EU868:
Opera nella banda 863-870 MHz, specificamente assegnata per l'uso senza licenza in Europa. Le frequenze esatte utilizzate all'interno di questa banda possono variare leggermente tra i Paesi dell'Unione Europea, ma la frequenza di 868 MHz è la più comune.
US915:
Opera nella banda 902-928 MHz, assegnata per l'uso senza licenza negli Stati Uniti e in gran parte del Nord America. Questa banda è leggermente più ampia di quella dell'EU868, consentendo un maggior numero di canali e velocità di trasmissione dati più elevate in alcuni scenari.
Queste bande di frequenza sono determinate dalle autorità di regolamentazione regionali e sono fondamentali per garantire che i dispositivi wireless non interferiscano tra loro o con altri tipi di comunicazione, come le reti cellulari o i servizi di emergenza.
Piano dei canali e larghezza di banda
Una delle principali differenze tecniche tra EU868 e US915 è rappresentata dai piani di canale e dall'allocazione della larghezza di banda:
EU868 Piano dei canali:
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- La banda EU868 utilizza in genere 8 canali.
- Ogni canale ha una larghezza di banda di 125 kHz.
- È disponibile un canale opzionale aggiuntivo a 868,8 MHz con una larghezza di banda di 250 kHz.
- Il duty cycle è regolato, il che significa che i dispositivi possono trasmettere solo una piccola percentuale del tempo per evitare la congestione.
In genere si tratta di circa l'1%, a seconda della sottobanda.
Piano del canale US915:
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- La banda US915 utilizza 64 canali, ciascuno con una larghezza di banda di 125 kHz, e 8 canali aggiuntivi con una larghezza di banda di 500 kHz.
- Il piano US915 consente un numero maggiore di trasmissioni simultanee rispetto all'EU868 grazie al maggior numero di canali.
- A differenza dell'EU868, l'US915 non ha limitazioni rigide del ciclo di lavoro, consentendo una trasmissione di dati più frequente.
La differenza di disponibilità di canali rende US915 più adatto a implementazioni IoT densamente popolate in cui molti dispositivi devono trasmettere dati simultaneamente. Al contrario, i canali limitati dell'EU868 e le rigide norme sul ciclo di lavoro lo rendono più adatto a scenari con un numero inferiore di dispositivi o in cui è necessario ridurre al minimo il consumo energetico.
Potenza di trasmissione e autonomia
La potenza di trasmissione è un'altra area in cui le due bande differiscono:
EU868:
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- La potenza massima di trasmissione è tipicamente limitata a 14 dBm (circa 25 mW) nella maggior parte dei Paesi europei.
- Questo livello di potenza inferiore, unito alle severe norme sul ciclo di lavoro, può limitare la portata dei dispositivi LoRaWAN, soprattutto in ambienti urbani con interferenze o ostacoli significativi.
US915:
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- La potenza di trasmissione massima consentita è di 30 dBm (1 W) negli Stati Uniti.
- La maggiore potenza di trasmissione dell'US915 può determinare un raggio d'azione più ampio, rendendolo adatto a installazioni rurali o remote in cui i dispositivi devono comunicare per diversi chilometri.
Se da un lato la maggiore potenza di trasmissione dell'US915 può estendere la portata della comunicazione, dall'altro aumenta il consumo di energia, il che può rappresentare un compromesso nei dispositivi IoT alimentati a batteria.
Conformità normativa e certificazione
L'installazione di dispositivi LoRaWAN richiede la conformità alle normative regionali:
EU868:
I dispositivi devono essere conformi alle normative dell'European Telecommunications Standards Institute (ETSI), in particolare alla norma EN 300 220 per i dispositivi a corto raggio e alla norma EN 301 489 per la compatibilità elettromagnetica. La conformità a questi standard è essenziale per il funzionamento legale in Europa.
US915:
I dispositivi devono essere conformi alle normative della Federal Communications Commission (FCC), in particolare alla Parte 15.247 per i dispositivi a radiofrequenza senza licenza. La certificazione FCC è obbligatoria per i dispositivi venduti o utilizzati negli Stati Uniti.
La mancata osservanza di queste norme può comportare multe, azioni legali o la necessità di ritirare e modificare i dispositivi non conformi.
Considerazioni sull'applicazione
Nel decidere tra LoRaWAN EU868 e US915 per la vostra implementazione IoT, considerate i seguenti fattori:
Posizione geografica:
Il fattore più ovvio è il luogo di installazione. La banda EU868 è necessaria per l'Europa, mentre la US915 è necessaria per il Nord America. L'impiego della banda di frequenza sbagliata nella regione sbagliata può causare interferenze, problemi normativi e scarse prestazioni di rete.
Densità del dispositivo:
Se l'applicazione prevede un gran numero di dispositivi in un'area ristretta, il maggior numero di canali dell'US915 può essere vantaggioso. Tuttavia, se il consumo di energia è un problema, i limiti di potenza di trasmissione e di duty cycle più bassi dell'EU868 potrebbero essere più appropriati.
Requisiti della gamma:
Per le applicazioni che richiedono comunicazioni a lungo raggio, soprattutto nelle aree rurali, la maggiore potenza di trasmissione di US915 può fornire la portata necessaria. L'EU868, invece, è più adatto per applicazioni a corto raggio o in ambienti con notevoli vincoli normativi.
Conformità normativa:
Assicuratevi sempre che i vostri dispositivi siano certificati per la regione in cui verranno utilizzati. Ciò include il rispetto delle normative locali in materia di potenza di trasmissione, ciclo di funzionamento e compatibilità elettromagnetica.
Conclusione
Comprendere le differenze tra LoRaWAN EU868 e LoRaWAN US915 è essenziale per implementare con successo le soluzioni IoT. Ogni banda di frequenza offre vantaggi e sfide uniche, influenzate dalle normative regionali, dalla disponibilità dei canali e dai limiti di potenza di trasmissione. Considerando attentamente i requisiti dell'applicazione e le caratteristiche di ciascuna banda, è possibile selezionare la banda di frequenza LoRaWAN appropriata per garantire una comunicazione IoT affidabile e conforme.
Sia che stiate pianificando un'implementazione su piccola scala in un ambiente urbano o una rete su larga scala che si estende alle aree rurali, la scelta della giusta banda di frequenza LoRaWAN è un passo fondamentale per ottenere prestazioni ottimali e conformità alle normative.
