Componentes

Nesta seção, os componentes apresentados na topologia são explicados em (Semtech, 2020)

Dispositivos finais

Os dispositivos finais são quaisquer dispositivos compatíveis com o LoRaWAN e capazes de se comunicar com os pontos de acesso. Cada dispositivo possui uma rede e uma aplicação associada e faz o ingresso na rede com o intuito de enviar ou receber dados do servidor de aplicação.

Esses dispositivos são em sua maioria dispositivos de Internet das Coisas (Internet of Things, ou IoT) que aproveitam das características do tipo de transmissão LoRa para poder se comunicar em longas distâncias com os gateways com um baixo consumo. O dispositivo pode se conectar a qualquer gateway que faça parte da rede e, depois de convertido, a estrutura de servidores LoRaWAN até o servidor que gerencia a aplicação respectiva pode ser distribuída na internet sem restrições.

Diversas placas de desenvolvimento integram transceptores LoRa com microcontroladores para permitir o desenvolvimento de dispositivos finais LoRaWAN. Um exemplo de transceptor é o Chip SX1261 (Semtech, 2019) da empresa Semtech, dona da patente da modulação LoRa.

Pontos de acesso (Gateways)

Os pontos de acesso são dispositivos responsáveis por fazer a conversão dos pacotes LoRa para pacotes TCP/IP e o encaminhamento desses mesmos pacotes para o servidor de rede. Esse componente apenas é responsável pelas funções de correção de erros do CRC e encaminhamento. Com isso, detecção de duplicatas, pacotes inválidos não são processados pelo ponto de acesso e sim transmitidos diretamente para o NS.

Servidor de rede (Network Server, ou NS)

O servidor NS é a solução integrada que administra a rede LoRaWAN. Esta se comunica com todos os gateways de uma rede e fazem inúmeros processos, tais como:

• Autenticação do pacote
• Adaptação da taxa de dados (Adaptable Data Rate ou ADR)
• Encaminhamento dos pacotes recebidos dos dispositivos finais aos servidores de aplicação e vice-versa
• Encaminhamento dos pacotes de ingresso da rede ao servidor de ingresso e vice-versa
• Retenção dos pacotes para envio de dados à dispositivos finais apenas quando a janela de transmissão estiver aberta

Cada servidor de rede administrado por uma empresa que provê seus serviços de forma pública deve registrar um identificador único para esse servidor.

Servidor de ingresso (Join Server, ou JS)

O servidor JS é responsável por realizar o processo de ativação de dispositivos. A ativação consiste no registro de um dispositivo recém instalado e a configuração das chaves que são utilizadas na comunicação do dispositivo com os outros servidores. Esse processo é controlado pelo servidor de aplicação, que provê o controle das informações de todos os dispositivos associados a uma aplicação.

Esse processo é definido com mais detalhes no capítulo de comandos MAC.

Servidor de aplicação (Application Server, ou AS)

O servidor de aplicação lida com a lógica de aplicação a ser implementada com os dispositivos conectados a rede. Esse servidor é responsável pelo processamento dos dados gerados pelos dispositivos finais e os possíveis comandos de controle para serem enviados a eles. Esse servidor tem interface com todos os outros servidores para obter todas as informações sobre registro, acesso e estado de todos os dispositivo através de comunicação com os outros servidores da rede.

Referências