LoRa em Portugal: tecnologia, redes comunitárias rádio e o papel do Meshtastic e Meshcore

A tecnologia LoRa (Long Range) tem vindo a ganhar cada vez mais espaço no panorama das comunicações sem fios em Portugal. Utilizada sobretudo em aplicações de Internet das Coisas (IoT) e em redes de comunicação descentralizadas, a LoRa destaca-se pela capacidade de transmitir dados a longas distâncias com baixo consumo energético.

Nos últimos anos, para além das redes comerciais de IoT, começaram também a surgir comunidades de utilizadores que exploram o potencial da LoRa para criar redes independentes e resilientes, como é o caso do Meshtastic e de projetos de cobertura colaborativa como o Meshcore.

A tecnologia LoRa

A LoRa é uma tecnologia de modulação rádio baseada em Chirp Spread Spectrum (CSS), desenvolvida pela empresa Semtech.

A sua principal característica é permitir comunicações:

• Longa distância (até dezenas de quilómetros em condições ideais)
• Baixo consumo energético
• Baixa taxa de dados
• Alta robustez contra interferências

Estas características tornam a LoRa ideal para dispositivos que precisam de transmitir pequenas quantidades de dados durante longos períodos, muitas vezes alimentados por bateria.

LoRaWAN: redes IoT comerciais

Grande parte das implementações profissionais de LoRa utiliza o protocolo LoRaWAN, que define a arquitetura da rede.

• Uma rede LoRaWAN é composta por:
• Nós (end devices) – sensores ou dispositivos IoT
• Gateways – recebem as transmissões LoRa
• Network server – gere a rede e os dados
• Aplicações – plataformas que utilizam os dados recolhidos

Em Portugal existem várias redes LoRaWAN públicas e privadas utilizadas para:

• contadores inteligentes
• agricultura de precisão
• sensores ambientais
• estacionamento inteligente
• gestão de infraestruturas

 

As bandas LoRa em Portugal

Em Portugal, tal como no resto da Europa, os dispositivos LoRa operam principalmente na banda EU868, dentro do espectro 863-870 MHz.

Esta banda faz parte do espectro ISM (Industrial, Scientific and Medical), o que significa que não requer licença individual de utilização, desde que sejam respeitadas as regras técnicas definidas pela ANACOM.

Principais regras técnicas da banda 868 MHz

• Frequência principal: 868 MHz
• Potência máxima típica: 25 mW ERP (14 dBm)
• Duty cycle (tempo máximo de transmissão): normalmente 1% ou menos
• Utilização partilhada com outros dispositivos ISM

Estas limitações existem para garantir que múltiplos dispositivos possam coexistir na mesma banda sem causar interferências excessivas.

 

A banda LoRa de 433 MHz

Para além da banda EU868, alguns dispositivos LoRa também podem operar na banda dos 433 MHz (aproximadamente 433,05 – 434,79 MHz), igualmente incluída nas bandas ISM utilizadas na Europa.

Embora não seja a banda mais usada em redes LoRaWAN comerciais, é bastante utilizada em:

• projetos experimentais
• redes privadas
• aplicações DIY e maker
• algumas implementações de Meshtastic
• Uma das principais vantagens desta frequência está relacionada com as propriedades físicas das ondas de rádio.
• Melhor penetração de obstáculos
• As ondas de 433 MHz têm um comprimento de onda maior do que as de 868 MHz.

Isso significa que conseguem:

• atravessar melhor paredes
• penetrar vegetação densa
• contornar melhor obstáculos naturais
• ter melhor comportamento em zonas urbanas densas

Na prática, isto pode traduzir-se em maior alcance em ambientes com muitos obstáculos, embora a diferença dependa muito da potência, antenas e condições do terreno.

Comparação simplificada

 

Porque a banda 868 MHz é a mais usada

Apesar das vantagens físicas da banda 433 MHz, a 868 MHz tornou-se o padrão dominante na Europa, principalmente porque:

• foi a banda escolhida pelo protocolo LoRaWAN
• existe maior disponibilidade de equipamentos
• permite mais canais e maior capacidade de rede
• tem regulação harmonizada na União Europeia

Por esse motivo, praticamente todas as redes LoRaWAN comerciais e comunitárias em Portugal utilizam 868 MHz.

Em suma:

• Em Portugal, a tecnologia LoRa utiliza principalmente duas bandas ISM:
• 868 MHz (EU868) – padrão para LoRaWAN e IoT
• 433 MHz – usada em projetos experimentais e algumas redes privadas
• Enquanto a banda 868 MHz domina o ecossistema LoRa, a banda 433 MHz oferece vantagens físicas de propagação, especialmente na penetração de obstáculos e ambientes difíceis.

 

LoRa em redes comunitárias

Para além do uso comercial, a LoRa tornou-se extremamente popular entre comunidades de radioamadores, makers e entusiastas de comunicações.

O motivo é simples:

• não requer licença
• os equipamentos são baratos
• permite criar redes independentes da internet ou de operadores

Isto levou ao aparecimento de projetos como Meshcore e Meshtastic.