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什么是LoRa協(xié)議？

發(fā)布時(shí)間：2020-08-04瀏覽：1881

1. 開(kāi)場(chǎng)白

這篇文章給讀者分享LoRa和LoRaWAN相關(guān)的技術(shù)簡(jiǎn)介， Low-Power, Wide-Area Networks(LPWAN)為實(shí)現(xiàn)數(shù)十億的萬(wàn)物互聯(lián)設(shè)備而生， LoRaWAN專(zhuān)為L(zhǎng)PWAN網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化更長(zhǎng)的電池壽命，更長(zhǎng)的距離和更低的代價(jià)。

2. LoRa是什么？

LoRa是創(chuàng)建長(zhǎng)距離通訊連接的物理層或無(wú)線調(diào)制，基于CSS調(diào)制技術(shù)（Chirp Spread Spectrum）的LoRa技術(shù)相較于傳統(tǒng)的FSK技術(shù)，能極大地增加通訊范圍，且CSS技術(shù)數(shù)十年已經(jīng)廣受軍事和空間通訊所采用，具有傳輸距離遠(yuǎn)、抗干擾性強(qiáng)等特點(diǎn)，LoRa是第一個(gè)該技術(shù)的低成本商業(yè)案例。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，單個(gè)網(wǎng)關(guān)或者基站可以覆蓋整座城市或幾百平方千米的范圍，范圍也取決于所使用位置的環(huán)境和干擾情況，但LoRa和LoRaWAN相比于其他標(biāo)準(zhǔn)通訊技術(shù)有著更好的鏈路預(yù)算，它通常以db表示，是決定指定環(huán)境傳輸范圍的關(guān)鍵因子，下圖是部署在柏林的LoRa網(wǎng)絡(luò)的覆蓋情況。

3. LPWAN適合怎樣場(chǎng)景？

一種技術(shù)不會(huì)一招鮮吃遍天，在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域更是如此，不管是WiFi還是BTLE都是廣泛被采用的標(biāo)準(zhǔn)，各司其職，它們?cè)谒幍膽?yīng)用場(chǎng)景中都有著不俗的發(fā)揮。移動(dòng)通訊特別適合高速數(shù)據(jù)的供電設(shè)備， LPWAN通過(guò)提供工作長(zhǎng)達(dá)數(shù)年的電池，更適合發(fā)送低頻次、數(shù)量小、長(zhǎng)距離數(shù)據(jù)的設(shè)備。

4. LPWAN重要因素

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
通訊范圍
電池壽命或
低功耗抗干擾
網(wǎng)絡(luò)能力
網(wǎng)絡(luò)安全
一路與兩路通訊
應(yīng)用程序的多樣性

5. LoRaWAN又是什么？

LoRaWAN為L(zhǎng)PWAN網(wǎng)絡(luò)制定通訊協(xié)議和系統(tǒng)架構(gòu)，而LoRa物理層負(fù)責(zé)長(zhǎng)距離的通訊連接。通訊協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)對(duì)于節(jié)點(diǎn)的電池壽命、網(wǎng)絡(luò)能力、服務(wù)質(zhì)量、安全性、應(yīng)用多樣性有著至關(guān)重大的影響力。

1. 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

LoRa采用星型結(jié)構(gòu)以達(dá)到長(zhǎng)距離連接的穩(wěn)定性和保障節(jié)點(diǎn)的電池壽命。

2. 電池壽命

LoRa采用Aloha方法進(jìn)行通訊，只在節(jié)點(diǎn)有數(shù)據(jù)要發(fā)送的時(shí)候采取向網(wǎng)絡(luò)同步數(shù)據(jù)。

3. 網(wǎng)絡(luò)能力

網(wǎng)關(guān)需要強(qiáng)大的接受信息能力以滿足巨量節(jié)點(diǎn)的要求，網(wǎng)關(guān)往往會(huì)采用多路同時(shí)收發(fā)的傳輸器來(lái)滿足星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的要求。

4. 終端設(shè)備的多樣性

LoRaWAN通過(guò)對(duì)使用的設(shè)備進(jìn)行分類(lèi)，以適配不同應(yīng)用場(chǎng)景，不同設(shè)備類(lèi)別需要平衡下行通訊延遲和電池壽命。

5. 安全

LoRaWA使用兩層安全模型：一個(gè)為網(wǎng)絡(luò)安全，一個(gè)為應(yīng)用安全。網(wǎng)絡(luò)安全是為了保證網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的認(rèn)證，而應(yīng)用安全重點(diǎn)保護(hù)用戶(hù)應(yīng)用數(shù)據(jù)，它采用AES加密算法。

6. LoRaWAN區(qū)域性規(guī)范

LoRaWAN規(guī)范規(guī)定了歐洲、北美、中國(guó)、日本、韓國(guó)、印度等不同區(qū)域的要求。