Cuando hablamos de LoRaWAN solemos comentar que utiliza una red «gratuita».
Sería más correcto decir que LoRa suele utilizar unas frecuencias «no-licenciadas».
Una banda (rango de frecuencias) se dice que no es licenciada cuando no es necesario pedir licencia para operar con ella.
Si en España queremos montar una radio FM, debemos solicitar y pagar religiosamente por dicha (estrecha) frecuencia.
Existe un rango de frecuencias no-licenciadas llamadas bandas ISM.
El nombre viene de «banda para radio industriales, científicas y médicas».
En Europa, para LoRa la banda legal a usar es la de 868 Mhz. En EEUU es la de 915 Mhz.
También podríamos usarlo bajo la banda de 2.4 Ghz. Esta banda es la misma que se usa para el WiFi y el Bluetooth.
En el caso del WiFi 5, se utiliza la banda ISM de 5.8 Ghz.
Al ser un espacio compartido por y para todos, se debe hacer un uso responsable del mismo (recogido por ley).
Lo primero es la potencia de señal. En el caso de WiFi 2.4 Ghz, la potencia máxima a la que podemos emitir es de 100 mW. Esta limitación permite que nuestra WiFi solo sea accesible por nuestro hogar y como mucho las inmediaciones.
En el caso de LoRa, la potencia máxima en España es de 25mW para la banda de 868 Mhz.
¿Por qué el WiFi 2.4Ghz tiene como máximo 100 mW y LoRa 868 Mhz solo 25 mW?
La respuesta está en la física de la ondas. A menor frecuencia, mayor capacidad de penetración. Luego LoRa, al tener menor frecuencia, con menos energía podemos alcanzar distancias más largas.
Pero…
¿Qué es el duty cycle?
La limitación de potencia nos limita a una zona geográfica.
Pero también es necesaria una limitación en el tiempo que permita que más usuarios puedan usar el «aire» para sus comunicaciones.
Por este motivo se establece un tiempo máximo de uso por canal. A esto se le denomina duty cycle.
En realidad, el duty cycle es el tiempo que está un dispositivo comunicando, haciendo uso del aire como canal. Lo que ocurre es que se asocia «duty cycle» como «limitación del duty cycle».
Basicamente, en Europa, no podemos emitir más del 1% del tiempo.
Esto quiere decir que de cada 100s, solo podemos emitir 1s como máximo. No quiere decir que tenga que ser 1s en total, pero la suma tiene que ser 1s. Si consideramos una hora (3600s), podríamos emitir 36s en total.
De esta forma, nos aseguramos que el espacio pueda ser compartido por todos para nuestras telecomunicaciones.
Es importante respetar el valor máximo de duty cycle más allá de que sea imperativo legal.
Calculadora máximo duty cycle
Como el duty cycle aplica por canal, en el caso de LoRaWAN, donde podemos ir cambiando de canal, a veces no queda muy claro cómo se puede respetar bien el duty cycle. Si encima jugamos con parámetros como el ancho de banda y el spread factor, la cosa se complica.
Para dar una buena respuesta o ver si es viable un proyecto con LoRa/LoRaWAN, han desarrollado esta magnífica calculadora de duty cycle: Airtime calculator for LoRaWAN.
Como se puede observar, basta con indicar la frecuencia y tamaños de paquetes para que la calculadora nos diga cuántos paquetes podemos enviar cada 24 horas.