Si ha trabajado con LoRaWAN —o si está a punto de hacerlo— habrá visto el término Spreading Factor (SF) en la configuración de cualquier nodo o gateway. Es uno de los parámetros que más confunde al principio, y a la vez uno de los que más determina si una red funciona bien o mal. En este artículo explicamos qué es, cómo afecta el alcance y la duración de la batería, y cómo el mecanismo de ADR lo gestiona de forma automática.
Qué es el Spreading Factor
LoRaWAN usa una técnica de modulación llamada CSS (Chirp Spread Spectrum). En lugar de transmitir una señal a una frecuencia fija, el modulador “desliza” la frecuencia hacia arriba o hacia abajo dentro de un ancho de banda definido (normalmente 125 kHz). Esa variación de frecuencia —ese chirp— es lo que forma un símbolo.
El Spreading Factor determina cuántos chips componen cada símbolo. Con SF7, cada símbolo usa 2⁷ = 128 chips; con SF12, usa 2¹² = 4.096 chips. Más chips por símbolo significan que el receptor puede extraer la señal incluso cuando llega muy débil, pero también significan que transmitir un mismo mensaje toma más tiempo.
De ahí viene la relación central del SF: a mayor SF, más alcance y sensibilidad; a menor SF, más velocidad y menos batería consumida por paquete.
La tabla que toda red LoRaWAN debería tener a mano
La siguiente tabla resume los seis valores de SF que define el estándar LoRaWAN, aplicables a la banda AU915 que opera en Ecuador. Todas las cifras corresponden a un ancho de banda de 125 kHz y un paquete de 20 bytes:
| SF | Velocidad aprox. | Sensibilidad | Tiempo en aire | Alcance relativo |
|---|---|---|---|---|
| SF7 | 5,47 kbps | −123 dBm | ~70 ms | Base |
| SF8 | 3,13 kbps | −126 dBm | ~130 ms | 40 % más |
| SF9 | 1,76 kbps | −129 dBm | ~250 ms | ~2× |
| SF10 | 0,98 kbps | −132 dBm | ~460 ms | ~3× |
| SF11 | 0,54 kbps | −134,5 dBm | ~900 ms | ~5× |
| SF12 | 0,29 kbps | −137 dBm | ~1.800 ms | ~8× |
Cada paso que sube el SF duplica aproximadamente el tiempo en aire (Time on Air, ToA) y gana 3 dB de sensibilidad. Eso tiene consecuencias directas en dos dimensiones: el alcance de la red y la vida útil de la batería.
Cómo el SF afecta el alcance
La sensibilidad del receptor indica cuál es la señal más débil que ese receptor puede decodificar. Un receptor ajustado a SF12 (−137 dBm) puede recuperar señales 14 dB más débiles que uno en SF7 (−123 dBm). En términos prácticos, 14 dB equivalen a atravesar obstáculos adicionales, cubrir una distancia notablemente mayor o salvar interferencias que habrían bloqueado el enlace con un SF más bajo.
En campo abierto —una camaronera, una finca o una zona rural— la diferencia entre SF7 y SF12 puede representar varios kilómetros adicionales de cobertura desde un mismo gateway LoRaWAN. En entornos con obstáculos —edificios, vegetación densa, loma interpuesta— el SF alto permite que la señal atraviese lo que en SF bajo no cruzaría.
Sin embargo, el SF no es el único factor que determina el alcance. La altura y ubicación de la antena del gateway, la ganancia y el tipo de antena, y la potencia de transmisión también contribuyen. Ya analizamos cómo se combinan esos factores en el artículo sobre cuántos gateways necesita una finca.
Cómo el SF afecta la duración de la batería
Aquí viene la parte que más suelen subestimar los proyectos nuevos. En LoRaWAN, la energía que consume un nodo por transmisión no depende solo de la potencia de salida; depende sobre todo del tiempo que la radio permanece encendida. Y ese tiempo es el ToA de la tabla anterior.
Un nodo que transmite un paquete de 20 bytes con SF12 tiene la radio encendida durante 1.800 ms. El mismo paquete con SF7 tarda 70 ms. Si el nodo transmite cada diez minutos, la diferencia en energía consumida solo en las transmisiones es de un factor aproximado de 25. En un nodo alimentado por batería, eso puede ser la diferencia entre durar seis meses y durar varios años.
Por eso, en despliegues con muchos nodos a batería —sensores de oxígeno en piscinas camaroneras, estaciones de humedad de suelo en fincas— el SF de operación importa tanto como el dimensionamiento del panel solar. No basta elegir bien el hardware; hay que asegurarse de que la red está asignando el SF correcto a cada nodo.
Si quiere profundizar en cómo dimensionar la energía de un nodo en campo, revise el artículo sobre batería y panel solar para nodos IoT.
ADR: dejar que la red elija el SF
La buena noticia es que en la mayoría de despliegues no hace falta ajustar el SF manualmente nodo por nodo. El estándar LoRaWAN define el mecanismo ADR (Adaptive Data Rate): el network server —ChirpStack, The Things Network u otro— monitorea el historial de paquetes recibidos de cada nodo, evalúa la calidad del enlace y le indica al nodo que suba o baje su SF según lo que necesite.
La lógica es simple: si el nodo llega al gateway con mucha señal de sobra, no tiene sentido que use SF12. El servidor le indica bajar a SF7 o SF8, con lo que el nodo gana velocidad, reduce el ToA, consume menos energía y —efecto igualmente importante— libera el canal más rápido para que otros nodos puedan usarlo.
El ADR conviene activarlo en nodos estáticos (sensores fijos): su posición no cambia, la calidad del enlace es predecible y el servidor converge a un SF estable en pocos días. En nodos en movimiento (rastreo de activos, vehículos, animales) es mejor desactivar el ADR o configurarlo con más cautela, porque la calidad del enlace varía constantemente y el servidor no puede seguirla con precisión.
Cuándo conviene elegir el SF a mano
Aunque el ADR resuelve la mayoría de los casos, hay situaciones donde conviene forzar un SF manualmente:
- Pruebas de cobertura: fijar SF12 maximiza el alcance de detección y da el límite conservador de la red. Si un nodo llega con SF12, con cualquier SF inferior también llegará.
- Nodos con batería muy limitada: si el nodo transmite cada pocos minutos y la batería es pequeña, forzar SF7 u SF8 (siempre que el enlace lo permita) puede prolongar significativamente la autonomía.
- Zonas de alta densidad: en redes con decenas de nodos en poco espacio, reducir el SF colectivo disminuye el ToA total y reduce las colisiones en el canal.
La red en Ecuador: AU915
Ecuador opera bajo el plan de frecuencias AU915 (compartido con Australia y varios países de Sudamérica): banda de 915–928 MHz. Esto no cambia los valores de SF7 a SF12 ni la sensibilidad —son propiedades del estándar, no de la región—, pero sí determina los canales disponibles y las restricciones de tiempo de ocupación del canal (dwell time). La frecuencia de 915 MHz penetra mejor la vegetación y las paredes gruesas que las bandas de 2,4 GHz del WiFi, lo que suma al presupuesto de enlace y hace que SF9 o SF10 sean alcanzables a grandes distancias en terreno abierto.
En la comparación que publicamos entre WiFi y LoRaWAN ya mencionamos este punto: en campo abierto ecuatoriano, un gateway bien ubicado puede cubrir kilómetros de terreno con nodos a batería operando en SF9 o SF10.
Qué SF es correcto para su proyecto
No existe un SF “ideal” universal. La respuesta depende de tres variables:
- Distancia al gateway. Si el nodo está a menos de 500 metros con línea de vista razonable, SF7 o SF8 es suficiente y más eficiente.
- Obstáculos. Vegetación densa, paredes de concreto o lomas entre el nodo y la antena piden un SF más alto.
- Autonomía requerida. Si el nodo necesita durar años con batería pequeña y transmite con frecuencia, reducir el SF puede marcar la diferencia.
La regla práctica: active ADR en todos los nodos estáticos desde el primer momento, deje que el network server converja durante los primeros días de operación y revise el historial de SF asignados. Con eso sabrá qué SF está usando su red en la realidad, que puede diferir bastante del SF configurado de fábrica.
El nodo Sensor HUB de Yubox soporta activación OTAA con ADR activo de fábrica; en una red bien configurada el SF se optimiza automáticamente sin intervención manual.
Conclusión
El Spreading Factor es una palanca central de LoRaWAN: subirlo da más alcance y sensibilidad, pero a costa de más tiempo en aire y más batería consumida por transmisión. Bajarlo da más velocidad y eficiencia energética, pero exige que el enlace sea fuerte. El ADR automatiza esa decisión en redes con network server, que es la forma correcta de operar cualquier red LoRaWAN en producción.
Si está diseñando una red y quiere saber qué SF esperar en sus condiciones de campo, escríbanos: con los datos de su sitio estimamos la cobertura real y el SF de operación de cada nodo antes de instalar el primer dispositivo.