Comprende la física de radio analizando la geometría espectral, las ecuaciones de modulación y los compromisos de ancho de banda y enrutamiento de red.
Sintonizar RadioModulación CSS
SF 7
SF5 (Rápido)SF12 (Lejos)
868.0 MHz
VHF/UHF (137M)Sub-GHz (1020M)
01. El Laboratorio de Capa Física
Simulación del polígono de rendimiento en tiempo real en base a los deslizadores.
Time on Air (25B)0.00 ms
Bitrate Neto0.00 kbps
*Nota: El polígono del radar muestra las ventajas e inconvenientes de tu sintonía.
🎨 Representación Espectral de un Símbolo LoRa con Redundancia
Esta visualización representa el comportamiento tridimensional de un símbolo en el espectro electromagnético.
Parámetros del Espectrograma
SF 7
868.0 MHz
Frecuencia (kHz) ▲Espectrograma de un Símbolo (Modo de Barrido Continuo)
Tiempo Inicial (0 ms)Duración de Símbolo : 1.02 msTiempo en Aire de Trama (25B): 1.02 ms
🧮 Modelado Matemático de Símbolos (SF 5 - SF 12)
Entradas del Sistema
SF 7
Resultados de las Ecuaciones
Chips por Símbolo
2^{SF}
Duración del Símbolo
Tsym
Tasa de Símbolos
Rs
Velocidad de Bit Neta
Rb
Tiempo de Trama en el Aire (ToA - Paquete 25 Bytes)
0.00 ms
Presupuesto de Sensibilidad Relativa del Receptor
Ganancia de Sensibilidad Teórica Estimada: +0.00 dB
🛰️ Funcionamiento de las Redes de Malla: Diferencias Clave
Cuando varios nodos de radio operan de manera conjunta en un espacio geográfico, se genera una topología de red en malla. La diferencia principal radica en cómo se propagan las tramas de datos por el espectro radioeléctrico. Analizamos el protocolo por Inundación Inteligente de Meshtastic frente al sistema de Enrutamiento Dinámico Directo de MeshCore.
Meshtastic: Inundación Gestionada
Meshtastic utiliza un protocolo sin estado de enrutamiento estricto. Cuando un nodo emite un paquete, todos los repetidores del alcance físico lo retransmiten, con un límite máximo de reenvíos Hop Limit.
Mecanismo de Escucha
Para prevenir bucles interminables de radio, el nodo mantiene un búfer temporal de los últimos IDs de mensajes escuchados. Si escucha un mensaje que ya ha retransmitido, lo ignora.
Ventajas y Limitaciones
Puesta en marcha rápida sin sincronización previa de topología.
Su rendimiento decrece exponencialmente con la densidad, ya que los nodos cercanos colisionan al transmitir el mismo paquete a la vez.
MeshCore: Enrutamiento Activo
MeshCore sustituye la inundación masiva por algoritmos de enrutamiento adaptativos similares a AODV-JR (Ad-hoc On-Demand Distance Vector). Los paquetes viajan a través de caminos específicos determinados de antemano.
Mecanismo de Ruta Bajo Demanda
Si un nodo quiere comunicarse con otro y no conoce el camino, envía un paquete ligero de descubrimiento de ruta (RREQ). Una vez confirmada la respuesta (RREP), se establece el enlace lógico y solo los nodos elegidos retransmiten.
Ventajas y Limitaciones
Reduce considerablemente la ocupación de tiempo en el aire de la radio.
Requiere una pequeña sobrecarga de memoria flash y memoria RAM en los microcontroladores para almacenar las tablas de enrutamiento.
Tasa de Ocupación del Espectro: Ocupación del Canal
A medida que aumenta la cantidad de mensajes generados en la región, la inundación de Meshtastic tiende a saturar rápidamente la capacidad del canal físico, mientras que MeshCore la mantiene lineal.
📡 ¿Cómo es posible transmitir a kilómetros sin licencia?
La tecnología LoRa (Long Range) opera en la banda industrial, científica y médica (frecuencia de 868 MHz en España), conocida como banda ISM. Al ser de uso libre, está limitada a potencias de emisión muy bajas (generalmente 500 mW o 27 dBm). Para que un equipo tan débil supere el ruido de las grandes ciudades sin verse ahogado, se utiliza una técnica física llamada Chirp Spread Spectrum (CSS).
La Modulación por Espectro Ensanchado en Chirp (CSS)
En lugar de enviar un tono estático o una onda portadora fija (que cualquier interferencia o el propio ruido electromagnético de la ciudad taparía por completo), LoRa modula los datos utilizando **Chirps** (silbidos de radio). Un chirp es una señal cuya frecuencia aumenta o disminuye continuamente a lo largo del tiempo.
A nivel físico, la antena receptora está diseñada para rastrear este cambio continuo de frecuencia. Dado que el ruido electromagnético de fondo es aleatorio y caótico, es extremadamente improbable que imite un barrido lineal perfecto. Esto permite que el procesador LoRa extraiga la señal incluso cuando está **hasta 20 dB por debajo del suelo de ruido** (SNR negativo).
Parámetros Críticos
Spreading Factor (SF)
Define cuántos "chips" componen un símbolo de información. Controla la robustez de la onda.
Ancho de Banda (BW)
El rango espectral por el cual se desplaza el chirp. Afecta directamente la sensibilidad y la tasa de transmisión.
Coding Rate (CR)
La corrección de errores hacia adelante (FEC). Inserta bits redundantes para recuperar paquetes corruptos.
La física en juego
Al operar en rangos de frecuencia muy altos (868 MHz), la señal se propaga principalmente en línea de vista (LoS). Los edificios, montañas y masas de agua absorben la energía. Para compensar estas pérdidas sin aumentar la potencia eléctrica (el límite legal), debemos ralentizar la transmisión mediante factores de ensanchamiento elevados (SF altos) o concentrar la energía reduciendo el ancho de banda (BW).