LoRa merupakan sebuah sistem komunikasi Low Power Wide Area Network (LPWAN) yang memiliki kemampuan transmisi jarak jauh yang didukung pengembangannya oleh IBM, Semtech, Actility, dll, yang tergabung dalam LoRa Alliance. Secara saintifik, Lo-Ra merupakan proses perubahan suatu gelombang periodik tertentu sehingga menjadi suatu sinyal yang mampu membawa suatu informasi. Perubahan gelombang ini teratur dan berulang-ulang yang mempunyai sumber berupa gangguan yang bertahap atau secara bertahap yang berupa getaran. Nah, Proses perubahan suatu gelombang periodik itu disebut modulasi. Modulasi yang dihasilkan pada Lo-Ra menggunakan modulasi FM. Dengan modulasi tersebut, biasanya informasi berfrekuensi rendah bisa dimasukkan ke dalam suatu gelombang pembawa. Pada pemrosesan intinya (modulasi) dihasilkan gelombang frekuensi yang stabil.
Teknologi LoRa menawarkan jangka panjang yang sangat menarik. Salah satunya adalah LoRa menggunakan daya yang rendah dan perpindahan data yang terjamin keamanannya. Jaringan publik yang menggunakan jaringan LoRa biasanya dapat memberikan jangkauan sinyal yag lebih luas dibanding jaringan seluler pada umumnya. Beberapa device yang mendukung Teknologi LoRa adalah Antenna Eksternal, Port USB, Network Adapter, Router, Server, Kabel Jaringan, Komputer Device, Access Point dan Modem.
Sedangkan LoRaWAN merupakan sebuah protokol jaringan bawaan yang digunakan untuk sistem komunikasi pada device LoRa. Protokol LoRaWAN sedari awal didesain agar LPWAN dapat bekerja dari jarak yang jauh, hemat biaya, rendah energi, skalabilitas tinggi, dan QoS (Quality of service). LoRaWAN memiliki kemampuan enkripsi data untuk membangun jaringan wireless yang aman. Spesifikasi LoRaWAN bersifat open source dan di dukung oleh LoRa Alliance. Selain kemampuan enkripsi data, LoRaWAN memiliki kemampuan seperti adaptive data rate optimisation (ADR), Quality of Service (QoS), dll.
Arsitektur LoRaWan
Sumber: allaboutcircuits.com
LoRaWAN dibangun menggunakan topologi 'star to star' yang memungkinkan device dapat bekerja menggunakan baterai dalam jangka waktu yang lebih lama dibandingkan topologi mesh network pada umumnya. Pada arsitektur LoRaWAN, device tidak ter-asosiasi dengan gateway tertentu, nantinya data dari device akan di terima oleh beberapa gateway dalam jangkauan jaringan LoRa. Tiap gateway akan meneruskan paket yang diterima dari device ke network server yang ada di cloud melalui backhaul seperti ethernet, wifi, satelit ataupun seluler. Pemrosesan dilakukan di level network server yang mengatur jaringan, memfilter paket yang di terima, security check, penjadwalan ACK (acknowledments), dan mengatur adaptive data rate (ADR). Ketika device bergerak tidak diperlukan handover antar gateway, ini merupakan fiur utama untuk menjamin aplikasi LoRaWAN seperti asset tracking yang memang menjadi salah satu target utama vertikal IoT LoRaWAN.
Fitur Protokol LoRaWan
Geolocation, fungsi ini dapat memungkinkan mendeteksi lokasi keberadaan suatu benda tanpa biaya.
Biayanya rendah, biaya rendah karena dapat dengan mudah mengurangi biaya infrastruktur, biaya operasional dan sensor-sensor yang mengurangi biaya sendiri.
Berstandar, karena dibuat agar dapat berinteraksi dan terhubung dengan fungsi produk dan sistem yang lain. Supaya dapat dengan cepat beradaptasi dengan jaringan dan amplikasi IoT. Amplikasi IoT adalah amplikasi atau sesuatu hal yang baru di dunia teknologi sensor sehingga dunia akan akan semakin otomatis.
Daya baterai rendah, hanya dengan membutuhkan daya baterai sekitar 13Ma sampai 15Ma, maka baterai akan bertahan lama dari 10 hingga 15 tahun.
Jarak wifi bisa sangat jauh, satu unit LoRa dapat memancar hingga 100 KM.
Kapasitas yang sangat tinggi sangat cocok digunakan untuk operator jaringan yang melayani banyak pelanggan. Hal ini karena mendukung jutaan per base station.
Alokasi Frekuensi LoRaWan
Setiap kawasan atau negara memiliki spesifikasi dalam penggunaan frekuensi LoRaWAN yang berbeda-beda. Spesifikasi ini bergantung pada alokasi spektrum dan kebijakan masing-masing kawasan atau negara. Secara global, alokasi frekuensi LoRaWAN di tunjukkan pada tabel di bawah :
Sumber: LoRaWAN | LoRa MAC Layer
Jika ingin menggunakan LoRaWan dalam membangun sebuah project, bisa menggunakan Mikrokontroler Mappi32 dari PT Karya Merapi Teknologi yang frekuensinya support untuk penggunaan LoRaWan dipakai di Indonesia. Saat ini, regulasi terkait Frekuensi LPWA LoRa di Indonesia berada pada range frekuensi 920- 923 Mhz.
Implementasi LoRaWan pada Smart City
Teknologi Internet of Things memegang peranan erat dalam pengembangan 'Smart City' atau Kota Cerdas. LoRa digunakan dalam komunikasi M2M (Machine to Machine). Contonya untuk mengembangkan Smart City. Dengan LoRa maka sensor-sensor akan mudah dihubungkan dengan manusia atau mesin dimana saja. Smart city tidak hanya berbicara mengenai akses broadband dengan internet berkecepatan tinggi saja. Perangkat sensor maupun aktuator berdaya dan berkecepatan rendah namun sangat portable dan murah serta dapat dipasang dimanapun dengan daya tahan batere sangat lama (ubikuiti), adalah tren baru yang berkembang sangat pesat dengan istilah LPWAN (Low Power Wide Area Network). Penerapan Smart City pun sangat luas. Beberapa penerapan LPWAN pada Smart City adalah sebagai berikut
Lampu jalan yang dapat diprogram hidup, mati, intensitas, dan kondisinya;
Instalasi air bersih, gas, dan listrik yang dapat berkomunikasi dua arah dengan mengirimkan status dan mengontrol pemakaian.
Selain itu, memiliki kemampuan Smart Grid sebagai berikut:
Meningkatkan efisiensi energi
Lampu lalu lintas dapat menyesuaikan kondisi kemacetan secara adaptif
Monitor truk sampah berdasar posisi dan isinya
Memuat informasi dini terhadap cuaca, kecelakaan, dan bencana
Transparansi informasi dari dan ke masyarakat
Baca juga:
Semoga artikel ini dapat bermanfaat bagi Anda, Jika ada saran, kritik maupun pertanyaan silahkan kirim pesan ke:
PT. Karya Merapi Teknologi
contact@kmtech.id
Follow sosial media kami dan ambil bagian dalam berkarya untuk negeri!
Instagram: https://www.instagram.com/kmtek.indonesia/
Facebook: https://www.facebook.com/kmtech.id
LinkedIn: https://www.linkedin.com/company/kmtek
Referensi
Widianto, E.D., Faizal, A.A., Eridani, D., Dwi, R. and Augustinus, O., 2019. Simple LoRa Protocol: Protokol Komunikasi LoRa Untuk Sistem Pemantauan Multisensor Simple LoRa Protocol: LoRa Communication Protocol for Multisensor Monitoring Systems. vol, 5, pp.83-92.