低功耗廣域網絡(LPWAN)支持預計有數億數量級的IoT設備中的絕大多數。LoRa僅包含鏈路層協議,并且非常適用于節點間的P2P通信;同時,LoRa模塊也比LoRaWAN便宜一點;LoRaWAN在設計時以自底向上的方式優化了LPWAN的電池壽命、容量、范圍和開銷。LoRaWAN也包含網絡層,因此可以將信息發送到任何已連接到云平臺的基站。只需將正確的天線連接到其插座,LoRaWAN模塊就可以以不同的頻率工作。
最簡單的公式,你可以這么理解:
LoRa = PHY Layer
LoRaWAN or Symphony Link = MAC Layer
LoRa + LoRaWAN = LPWAN
LoRa是物理層或無線調制,用來創建長距離通信連接。許多傳統無線系統使用頻移鍵控(FSK)調制作為物理層,因為這是獲取低功耗的非常有效的方式。LoRa基于chirp調頻擴頻調制方式,其維持了與FSK調制相同的低功耗特性,重要的是增加了通信距離。線性調頻擴頻在數十年內被用在軍事和航空通信領域,歸功于其遠距離通信能力和抗干擾的魯棒性,LoRa是這種技術的第一個商用領域的低功耗應用。LoRa兩種不同的協議棧:LoRaWAN和Symphony Link。 Symphony Link適用于需要高級功能的工業和企業用戶。 LoRaWAN適用于基于LoRaWAN的移動網絡,在歐洲發展得比較快。
低功耗廣域網(LPWAN)預計將會支持物聯網預測的數十億設備,在整個系統中,由很多個組件組成。物理(PHY)層在硬件層面定義了數據傳輸的電氣規格。數據鏈路層負責檢測PHY層的變化并建立發送數據的協議。LoRa技術的強項是遠距離技術。單個基站或網關能覆蓋整個城市或數百平方公里。最遠距離取決于環境或給定距離內的阻礙,但LoRa和LoRaWAN的鏈接預算優于任何其他標準通信技術。鏈接預算,通常由dB給定,是決定特定環境下的通信范圍的首要因素。
LoRaWAN是一個開放標準,它定義了基于LoRa芯片的LPWAN技術的通信協議。 LoRaWAN在數據鏈路層定義媒體訪問控制(MAC),由LoRa聯盟維護。 LoRa和LoRaWAN之間的這種區別很重要,因為Link Labs等其他公司在LoRa芯片的頂部使用專有的MAC層來創建更好的混合設計。LoRaWAN不適合專用網絡的解決方案,目前它的確更適合于公共廣域網絡。其根本原因在于在LoRaWAN中,所有頻道都調到相同的頻率,并且在單一區域最好只有一個網絡操作以避免碰撞問題。在最基本的層面上,像LoRaWAN這樣的無線協議相當簡單。LoRaWAN是一種星型或星型對星型拓撲結構,因為在保持電池電量并增加通信范圍方面的優勢,所以普遍認為它比網狀網絡更好。
LoRaWAN網絡中的節點準備發送數據時,他們之間的通信是異步的,無論是事件驅動型還是調度型。這種類型的協議可以參考aloha方式。在一個mesh網絡或一個同步網絡中,例如蜂窩網,節點需要頻繁喚醒自己以保持與網絡的同步并檢查消息。這種同步消耗很多能量且是電池壽命降低的第一驅動因素。在最近的研究和由GSMA完成的比較中,LoRaWAN是所有其他技術的電池壽命的3到5倍。對任何LPWAN來說,合入加密都是極其重要的。LoRaWAN利用兩層加密:網絡層和應用層。網絡層加密確保節點在網絡中的認證,應用層加密確保節點網絡操作不會訪問終端用戶的應用數據。在密鑰交換時使用一個IEEE EU164鑒別器用作AES加密。
每個技術選擇都有權衡,但LoRaWAN在網絡架構,設備類型,加密,容量和針對移動尋址的優化可廣泛適用多種IoT應用。LoRaWAN規范在不同地區略有不同,基于不同區域允許的頻段和監管需求。歐洲和北美的LoRaWAN規范已經制定了,但其他區域仍由技術委員會制定。
S-LRT100 LoRa終端是廈門欣仰邦自主研發的一款LPWAN(低功耗廣域網絡)的產品。是一種基于LoRa調制擴頻技術的無線數據傳輸終端,利用LoRa網絡為用戶提供無線數據傳輸功能。
S-NR200是廈門欣仰邦自主研發的一款利用LoRa無線傳輸技術進行遠距離數據傳輸的有線以太網LoRa網關。并可實現LoRa轉串口,LoRa轉網口,為各行業物聯網應用提供有力的無線通信組網保障。