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Gateways LoRaWAN: concentradores, arquitectura y montaje propio
Gateways LoRaWAN: chipset SX1302/1303, diferencias indoor/outdoor, Network Server (ChirpStack, TTN), packet forwarder y
Gateways LoRaWAN: concentradores, arquitectura y montaje propio
Actualizado: 2026-05-24
Resumen ejecutivo
- Un gateway LoRaWAN (también llamado concentrador) es el dispositivo que recibe paquetes de radio de los nodos LoRa en la banda sub-GHz (868 MHz EU, 915 MHz US) y los reenvía al Network Server (ChirpStackCTérminoChirpStackChirpStack es un Network Server LoRaWAN open source para desplegar y gestionar redes LoRaWAN privadas de extremo a extremo.Ver perfil, The Things Network, etc.) vía Ethernet/Wi-Fi/4G, ejecutando un packet forwarder como puente.
- Los gateways de gama estándar usan el chipset Semtech SX1302 o SX1303 (8 canales simultáneos de recepción), que reemplazó al SX1301 en 2020 con menor consumo y mejor rendimiento.
- Tipos principales: indoor (alimentación USB o PoE, sin IP rating, para oficinas/almacenes) y outdoor (IP65-IP67, montaje en poste o pared, alimentación PoE o solar).
- El gateway no procesa ni descifra los mensajes de la aplicación: solo hace de receptor de radio y reenvío UDP/TCP. El cifrado AES-128 lo gestionan el nodo y el Network Server.
- Montar un gateway propio con Raspberry Pi
EmpresaRaspberry PiSingle-board computers y microcontroladores RP2040/RP2350Ver perfil + HAT SX1302 cuesta ~100-150 USD y es la opción más habitual para proyectos privados de smart cities o campus universitarios. - Referencia de precios: TTIG (The Things Indoor Gateway) ~80 USD, RAK7244 ~150 USD, gateway outdoor profesional RAK7285/Dragino DLOS8 250-400 USD.
- Esta pieza forma parte de la sección de hardware IoT del hub editorial.
Qué hace exactamente un gateway LoRaWAN
En cualquier despliegue IoT con radio LPWANLTérminoLPWANLPWAN (Low-Power Wide-Area Network) es una categoría de redes inalámbricas de largo alcance y bajo consumo para IoT. Incluye LoRaWAN, NB-IoT y LTE-M.Ver perfil, el gateway es la pieza que cierra el eslabón entre los nodos de campo y el servidor. La arquitectura LoRaWAN tiene tres capas diferenciadas:
[Nodo LoRa] --- radio sub-GHz ---> [Gateway / Concentrador]
|
UDP/TCP IP (Ethernet, Wi-Fi, 4G)
|
[Network Server (NS)]
|
[Application Server (AS)]El gateway es exclusivamente un puente de capa física: recibe la trama LoRa de la radio (paquete cifrado), la encapsula en un mensaje JSON con metadatos (RSSI, SNR, timestamp, frecuencia, SF) y la envía al Network Server usando el protocolo UDP Semtech packet forwarder o Basic Station (alternativa TCP/TLS más moderna).
Lo que el gateway no hace:
- No descifra el payload del nodo (eso es responsabilidad del AS).
- No gestiona la sesión LoRaWAN
ProtocoloLoRaWANLPWAN abierta de largo alcance y bajo consumoVer perfil (join, FCnt, downlinks) — eso es el NS. - No almacena datos localmente (en gateways estándar; algunos tienen modo offline).
Un mismo paquete de radio puede ser recibido por múltiples gateways simultáneamente — el NS deduplica y se queda con la copia de mejor calidad. Esta redundancia es inherente al diseño LoRaWAN y permite cobertura solapada sin coordinación entre gateways.
El chipset concentrador: SX1301, SX1302 y SX1303
| Chipset | Canales RX | Lanzamiento | Consumo | Estado |
|---|---|---|---|---|
| **SX1301** | 8 | 2013 | ~0,6 W | Fin de ciclo (descontinuado) |
| **SX1302** | 8 | 2020 | ~0,3 W | Actual — estándar de mercado |
| **SX1303** | 8 | 2021 | ~0,3 W | Actual — igual que SX1302 + mejoras de calibración |
El salto del SX1301 al SX1302/1303 redujo el consumo a la mitad, mejoró el desempeño en entornos con señales débiles y añadió soporte para la librería libloragw más moderna. Todos los gateways de nueva producción usan SX1302 o SX1303.
Los 8 canales de recepción simultáneos significan que el gateway puede escuchar 8 frecuencias/SF de forma paralela sin pérdida de paquetes. Un nodo enviando en SF7 canal 868,1 MHz y otro en SF12 canal 868,5 MHz son recibidos al mismo tiempo sin colisión en el gateway (pueden colisionar en el aire si son simultáneos, pero eso lo gestiona el canal y el duty cycle).
Indoor vs Outdoor: diferencias que importan
Gateways Indoor
Pensados para interior de edificios, oficinas, almacenes o laboratorios. Características típicas:
- Alimentación USB (5V/1A) o PoE (IEEE 802.3af/at).
- Sin carcasa resistente al agua (no IP rating o solo IP30).
- Antena interna o SMA para antena externa.
- Conectividad Ethernet o Wi-Fi.
- Coste: 80-200 USD.
Ejemplos: The Things Indoor Gateway (TTIG) de The Things Industries (Ethernet + Wi-Fi, Basic Station, ~80 USD), Dragino LPS8N (Ethernet + Wi-Fi, ~100 USD), RAK7258 (Ethernet, ~100 USD).
El TTIG es el gateway más fácil de poner en marcha para TTNTTérminoThe Things Network (TTN)The Things Network es una red LoRaWAN comunitaria y gratuita, con cobertura colaborativa global mantenida por una comunidad open source.Ver perfil: se conecta a Wi-Fi, se registra en la consola TTN y empieza a recibir paquetes en <5 minutos. No necesita configurar packet forwarder manualmente.
Gateways Outdoor
Para despliegues permanentes en exteriores: farolas, tejados, torretas, silos agrícolas. Características:
- Carcasa IP65-IP67 (resistente a lluvia, polvo).
- Rango de temperatura operativa -40 °C a +70 °C.
- Alimentación PoE o 12-48 VDC (para paneles solares).
- Antena omnidireccional 5-8 dBi en poste, o antena sectorial.
- Conectividad Ethernet, Wi-Fi y a menudo 4G/LTE integrado (para zonas sin cable).
- Coste: 200-600 USD.
Ejemplos: RAK7285 (dual LoRa + 4G, IP67, ~300 USD), Dragino DLOS8N (outdoor, PoE, 4G opcional, ~250 USD), Kerlink Wirnet iFemtoCell-Evolution (producto más orientado a operador, ~350 USD).
Packet Forwarder vs Basic Station
El gateway necesita software que reciba los paquetes de la radio SX1302 y los envíe al Network Server. Hay dos enfoques:
UDP Semtech Packet Forwarder (legado)
El protocolo original de Semtech. El gateway envía paquetes UDP a la IP/hostname del NS en el puerto 1700. Sin autenticación, sin cifrado en el link NS-GW. Simple de configurar, pero inseguro si el NS es accesible desde internet.
/* global_conf.json — packet forwarder */
{
"gateway_conf": {
"server_address": "chirpstack.local",
"serv_port_up": 1700,
"serv_port_down": 1700,
"keepalive_interval": 10,
"stat_interval": 30,
"push_timeout_ms": 100
}
}Basic Station (moderno, recomendado)
Protocolo de Semtech sobre WebSocket (TLS). El NS actúa de servidor, el gateway se conecta y autentica con certificado TLS. Más seguro, permite configuración remota del gateway desde el NS. ChirpStack 4 y TTNv3 lo soportan nativamente.
Para nuevos despliegues, Basic Station es la elección correcta. El packet forwarder UDP solo tiene sentido en redes privadas cerradas o al reutilizar hardware antiguo.
Network Servers: ChirpStack y The Things Network
El gateway no tiene utilidad sin un Network Server que procese los paquetes. Las dos opciones principales en el mercado open/semi-open:
ChirpStack
El NS LoRaWAN open source de referencia. Escrito en Go, se despliega en cualquier servidor Linux, Raspberry Pi o contenedor Docker. Componentes: chirpstack (NS+AS unificado desde v4), chirpstack-gateway-bridge (traduce UDP packet forwarder a MQTT
ProtocoloMQTTEl protocolo pub/sub estándar del IoTVer perfil interno).
# Instalar ChirpStack en Raspberry Pi con Docker Compose
git clone https://github.com/chirpstack/chirpstack-docker.git
cd chirpstack-docker
docker compose up -d
# ChirpStack UI en http://raspberrypi.local:8080
# Usuario/contraseña por defecto: admin/adminChirpStack v4 soporta UDP packet forwarder (vía chirpstack-gateway-bridge), Basic Station y LoRaWAN 1.0.x/1.1. La comunidad es activa y la documentación está bien mantenida.
The Things Network (TTN) / The Things Stack
La red comunitaria global LoRaWAN. El cluster EU1 de The Things Stack Community Edition es gratuito con límites (1K activaciones/día, fair use). Para producción, The Things Stack Cloud (de pago) o self-hosted.
Los gateways se registran en la consola TTN con su Gateway EUI (dirección MAC de 64 bits). TTN soporta UDP packet forwarder y Basic Station.
Ventaja de TTN: si el gateway tiene cobertura en zonas con otros gateways TTN, los nodos registrados en TTN funcionan sin ninguna infraestructura propia.
Cómo montar tu propio gateway LoRaWAN con Raspberry Pi
El camino más habitual para un gateway privado europeo (868 MHz):
Hardware necesario
- Raspberry Pi 4B o Pi Zero 2W (o cualquier Pi con GPIO 40 pines)
- HAT concentrador LoRa: RAK2245 (SX1301, económico ~50 USD), RAK2287/RAK5146 (SX1302/SX1303, ~60-80 USD), o Dragino PG1302 (~60 USD)
- Antena omnidireccional 868 MHz 3-5 dBi + cable RP-SMA
- Fuente de alimentación 5V/3A
Instalación del packet forwarder (SX1302)
# En la Raspberry Pi con Raspberry Pi OS Lite
sudo apt update && sudo apt install -y git build-essential
# Clonar el HAL de Semtech para SX1302
git clone https://github.com/Lora-net/sx1302_hal.git
cd sx1302_hal
make
# Configurar el packet forwarder
cd packet_forwarder
cp global_conf.json.sx1250.EU868 global_conf.json
# Editar global_conf.json: poner la IP/hostname del Network Server
# "server_address": "eu1.cloud.thethings.network"
# Lanzar
sudo ./lora_pkt_fwdIntegración con ChirpStack local
Si en lugar de TTN se quiere un NS propio en la misma Pi (arquitectura all-in-one):
# ChirpStack en Docker en la misma Pi
# chirpstack-gateway-bridge escucha UDP 1700 y publica en MQTT interno
# chirpstack (NS+AS) suscribe en MQTT y procesa
# En global_conf.json del packet forwarder:
# "server_address": "localhost"
# "serv_port_up": 1700
# Resultado: gateway + NS local, sin dependencia de cloudEsta arquitectura es la más usada en proyectos de investigación universitaria, smart citiesSIndustriaSmart citiesVer perfil municipales y redes agrícolas privadas: toda la infraestructura en una Pi, sin datos saliendo a internet salvo los que el usuario elija exportar.
Gateways comerciales de referencia (2026)
| Modelo | Chipset | Tipo | Conectividad | IP | Precio ref. |
|---|---|---|---|---|---|
| **TTIG (The Things Indoor GW)** | SX1302 | Indoor | ETH + Wi-Fi | — | ~80 USD |
| **Dragino LPS8N** | SX1302 | Indoor | ETH + Wi-Fi | — | ~100 USD |
| **RAK7244** (Pi + RAK2245) | SX1301 | Indoor/DIY | ETH + Wi-Fi | — | ~110 USD |
| **RAK7244C** (Pi + RAK2287) | SX1302 | Indoor/DIY | ETH + Wi-Fi + 4G | — | ~150 USD |
| **Dragino DLOS8N** | SX1302 | Outdoor | ETH + Wi-Fi + 4G | IP65 | ~250 USD |
| **RAK7285** | SX1303 ×2 | Outdoor | ETH + 4G | IP67 | ~300 USD |
| **Kerlink iFemtoCell-Evo** | SX1302 | Indoor/Semi | ETH + 4G | IP31 | ~280 USD |
El RAK7244 es la opción más habitual para laboratorio o piloto: es una Raspberry Pi 4B con HAT RAK2245 (SX1301) ya montado y con firmware, lista en <30 minutos. Para despliegue definitivo outdoor en un proyecto de smart cities o agricultura de precisión, el RAK7285 o el Dragino DLOS8N son los más instalados en Europa.
Cuándo NO usar un gateway estándar de 8 canales
- Si el volumen de nodos es muy bajo (<5 nodos en un entorno cerrado): un gateway de 8 canales completo es sobredimensionado. Se puede usar un gateway de un solo canal (single-channel packet forwarder en ESP32
HardwareESP32WiFi + BT/BLE SoC dual-core a precio de €Ver perfil o Pi) para pruebas —pero ojo: los gateways de canal único no son compatibles con la especificación LoRaWAN completa y no deben usarse en producción. - Si ya existe cobertura TTN en la zona: en muchas ciudades europeas hay gateways TTN comunitarios. Antes de montar el propio, verificar cobertura en The Things Network coverage map.
- Si la red requiere movilidad: los gateways LoRaWAN son fijos. Para nodos móviles (vehículos, personas) con cobertura variable, complementar con red Helium o TTN + handover entre gateways, no montar un gateway móvil.
Recursos primarios
- ChirpStack — Open-source LoRaWAN Network Server (acceso: 2026-05)
- The Things Network — Community LoRaWAN (acceso: 2026-05)
- Semtech — SX1302 Product Page (acceso: 2026-05)
Preguntas frecuentes
¿Cuántos nodos puede gestionar un gateway LoRaWAN?+
Un gateway de 8 canales puede gestionar cientos o miles de nodos, dependiendo del duty cycle de los nodos y el SF utilizado. La limitación real no es el gateway sino el duty cycle de la banda: en EU868, el límite legal es 1% de tiempo en canal. Un nodo que envía cada 15 minutos a SF9 usa ~0,05% del duty cycle — el gateway puede manejar cómodamente miles así. Con nodos que envían cada minuto a SF12 (~2,5 s de air time), la capacidad se reduce drásticamente.
¿Qué diferencia hay entre LoRa y LoRaWAN en relación al gateway?+
LoRa es la modulación de radio (patente de Semtech, ahora en el consorcio LoRa Alliance). LoRaWAN es el protocolo MAC de red sobre LoRa. Un gateway LoRaWAN implementa el packet forwarder para el protocolo LoRaWAN completo: gestión de ventanas RX1/RX2, mensajes de bajada, ADR. Se puede usar LoRa sin LoRaWAN (punto a punto propietario), pero los gateways estándar implementan LoRaWAN.
¿Puedo usar un gateway LoRaWAN con nodos STM32WL?+
Sí. El STM32WL implementa el stack LoRaWAN estándar y se comporta como cualquier nodo LoRaWAN en relación al gateway. El gateway no sabe ni le importa qué MCU usa el nodo — solo ve el paquete de radio. El join OTAA y los uplinks del STM32WL son completamente compatibles con cualquier gateway y Network Server LoRaWAN.
¿Cuánta cobertura da un gateway LoRaWAN?+
Depende del entorno. En campo abierto sin obstáculos, con antena en altura y SF12: hasta 15-20 km. En urbano denso: 1-3 km. En interiores industriales: 500-1000 m. La cobertura depende críticamente de la altura de la antena del gateway: a mayor altura, mayor cobertura sin obstáculos.
¿ChirpStack o TTN para un proyecto privado?+
Depende del caso. TTN Community es gratis y inmediata si el proyecto no tiene requisitos de privacidad de datos y hay cobertura TTN. ChirpStack self-hosted da control total sobre los datos, sin límites de tráfico, y es la elección habitual para proyectos municipales o industriales con requisitos de data residency (GDPR, datos en servidor propio). Para un piloto de investigación: TTN. Para producción con datos sensibles: ChirpStack.
¿El gateway necesita mantenimiento?+
Poco, pero existe. El firmware del packet forwarder se puede quedar obsoleto (nuevas features de ChirpStack o TTN); la antena puede sufrir corrosión en exterior; el cable coaxial puede degradarse. En gateways outdoor, revisar el estado de la carcasa y las conexiones N-type o SMA anualmente. Los gateways basados en Pi + microSD tienen el riesgo de corrupción de SD ante cortes de luz — usar eMMC o un overlay de sistema de ficheros read-only para producción.
