Srovnání protokolů: MQTT vs. LoRaWAN

V oblasti Internetu věcí (IoT) se často setkáváme s pojmy MQTT a LoRaWAN. Ačkoliv oba tyto standardy slouží k přenosu dat z IoT zařízení, každý z nich řeší úplně jinou část komunikačního řetězce a pracuje na jiné vrstvě OSI modelu.

Zjednodušeně řečeno: Zatímco MQTT je softwarový aplikační protokol běžící nad protokolem TCP/IP, LoRaWAN je komplexní síťová architektura zahrnující specifickou bezdrátovou rádiovou technologii.

Základní charakteristika

MQTT (Message Queuing Telemetry Transport)

MQTT je lehký datový protokol fungující na principu Publish/Subscribe. Ke svému běhu vyžaduje funkční síťové připojení založené na rodině protokolů TCP/IP (např. Wi-Fi, Ethernet, mobilní data 4G/5G). Zařízení posílají data na centrální server (MQTT Broker), který je distribuuje přihlášeným odběratelům.

LoRaWAN (Long Range Wide Area Network)

LoRaWAN je bezdrátová technologie typu LPWAN (Low-Power Wide-Area Network). Definuje jak fyzické bezdrátové vysílání (modulaci LoRa v bezlicenčním pásmu 868 MHz), tak síťový protokol. Senzory vysílají data vzduchem na speciální Brány (Gateways), které je přes internet předávají centrálnímu síťovému serveru.

Hlavní rozdíly (Srovnávací tabulka)

Vlastnost	MQTT	LoRaWAN
Vrstvy podle OSI modelu	Aplikační vrstva (běží nad TCP)	Fyzická, linková a síťová vrstva
Způsob připojení	Drátové i bezdrátové (Wi-Fi, LAN, 5G)	Pouze specifické bezdrátové rádio (sub-GHz)
Typický dosah	Závisí na použité síti (globální přes internet)	2 až 15 km od nejbližší brány (Gateway)
Datová propustnost	Střední (od bajtů po megabajty)	Extrémně nízká (jednotky až desítky bajtů)
Frekvence posílání zpráv	Nepřetržitě / v reálném čase	Omezená (např. jednou za 10–15 minut kvůli Duty Cycle)
Spotřeba energie	Vyšší (zařízení musí udržovat TCP spojení)	Extrémně nízká (baterie vydrží 5 až 10 let)
Centrální prvek	MQTT Broker	LoRaWAN Network Server

Architektonické srovnání

Hlavní rozdíl v tom, jak data protékají systémem, ilustruje následující srovnání:

U MQTT: Senzor je plnohodnotným síťovým klientem (má vlastní IP adresu). Naváže TCP spojení s Brokerem (např. Mosquitto) a udržuje ho aktivní. Komunikace je obousměrná a může probíhat v reálném čase.
U LoRaWAN: Senzor nemá IP adresu. Vygeneruje malý balíček dat (payload), zašifruje ho a „vystřelí“ ho do éteru. Všechny brány v dosahu paket zachytí a pošlou ho na Network Server. Senzor pak ihned usne, aby šetřil baterii.

Kdy zvolit MQTT a kdy LoRaWAN?

V praxi se tyto technologie často doplňují. Výběr závisí na konkrétním scénáři nasazení:

Vhodné scénáře pro MQTT:

Chytrá domácnost (Smart Home): Zařízení jsou v dosahu spolehlivé domácí Wi-Fi sítě a mají stálé napájení (nebo velké baterie). Příkladem jsou chytré žárovky, zásuvky nebo robotické vysavače, kde vyžadujeme okamžitou odezvu na stisk tlačítka v aplikaci.
Průmyslová automatizace (IIoT): Tovární stroje propojené stabilním průmyslovým Ethernetem, které posílají velké objemy diagnostických dat každou sekundu.

Vhodné scénáře pro LoRaWAN:

Smart City a infrastruktura: Dálkové odečty vodoměrů, plynoměrů nebo stavu zaplnění popelnic. Zařízení jsou schovaná ve sklepích nebo šachtách, kde není Wi-Fi, a musí fungovat 10 let bez výměny baterie.
Zemědělství (AgriTech): Senzory vlhkosti půdy rozmístěné na obrovských polích na ploše několika kilometrů čtverečních, kde není mobilní signál ani elektrická síť. Stačí postavit jednu bránu na střechu farmy.

Hybridní IoT architektura

V moderních enterprise systémech se tyto dva světy velmi často propojují. LoRaWAN se postará o bezdrátový přenos zpráv z terénu na velkou vzdálenost. Jakmile data dorazí na LoRaWAN aplikační server, tento server je zabalí a pošle je dál do podnikového systému právě pomocí protokolu MQTT.

Související články:

Tagy: iot networking protocols mqtt lorawan comparison lpwans