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了解LORA基礎(chǔ)知識(shí) LORA優(yōu)缺點(diǎn)分析

行業(yè)新聞 | 2018-10-19 08:12:52
  LoRaWAN是LoRa Wide Area Network(LoRa廣域網(wǎng))的簡(jiǎn)稱,是基于LoRa技術(shù)的一種通信協(xié)議。它主要包括三個(gè)層次的通信實(shí)體:LoRa終端、LoRa網(wǎng)關(guān)和LoRa服務(wù)器。今天我們就來(lái)看看LORA廣域物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)知識(shí)。

LORA是什么


  1、LORA是什么?


  LORA是一種Long Range(長(zhǎng)距離)的簡(jiǎn)稱,是一種長(zhǎng)距離,低功耗,的無(wú)線通信技術(shù)。域2013年推出LORA芯片,目前semetch公司是LORA芯片唯一的提供商。

  2、LORAWAN是什么?


  LORAWAN(Lora Wide Area Network)LORA廣域物聯(lián)網(wǎng)的簡(jiǎn)稱,是基于LORA技術(shù)的一種通信協(xié)議。


  它主要包括三個(gè)實(shí)體(LORA終端、LORA網(wǎng)關(guān)、LORA服務(wù)器)


  LORAWAN支持CLASS A B C三種終端,使用LORA MAC協(xié)議為網(wǎng)關(guān)和終端提供防沖突機(jī)制和同步機(jī)制。


  LoRa是Long Range的縮寫,屬于無(wú)線通信技術(shù)中的一種,典型特點(diǎn)是距離遠(yuǎn)、功耗低。速率相對(duì)較低,可視為網(wǎng)絡(luò)通信中的物理層實(shí)現(xiàn),LoRa對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品就是收發(fā)器(tranciever)芯片,例如semtech的SX1272/SX1276,主要處理二進(jìn)制數(shù)據(jù)流。LoRaWAN是在LoRa物理層傳輸技術(shù)基礎(chǔ)之上的以MAC層為主的一套協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),對(duì)應(yīng)OSI七層模型中的數(shù)據(jù)鏈路層(MAC層),LoRaWAN消除了具體硬件的不兼容性,同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了多信道接入、頻率切換、自適應(yīng)速率、信道管理、定時(shí)收發(fā),節(jié)點(diǎn)接入認(rèn)證與數(shù)據(jù)加密、漫游等特性。


  在企業(yè)級(jí)LPWAN項(xiàng)目中,較大的難題是LoRa基站的部署,并且需要運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行廣域網(wǎng)傳輸。LoRa基站的部署受現(xiàn)場(chǎng)施工條件的限制,如現(xiàn)場(chǎng)可能沒(méi)有電源供電,也可能不允許安裝設(shè)備,或者沒(méi)有運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)接入。在其網(wǎng)絡(luò)部署邊界區(qū)域,也許只有少量的用戶終端(User Equipment,UE),但為了實(shí)現(xiàn)全部覆蓋,必須增加基站部署,這些都會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本增加、施工困難、維護(hù)不易等問(wèn)題。


  下行鏈路低功耗是大部分LPWAN技術(shù)的難點(diǎn)。LoRa有三種工作模式,其中Class A模式不支持下行通信,Class B模式和Class C模式在開(kāi)啟下行通信之后將會(huì)顯著提高UE的功耗。

LORA優(yōu)缺點(diǎn)


  在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面,LoRa只負(fù)責(zé)PHY(物理層)和MAC層的協(xié)議定義,LoRa芯片只支持射頻功能,需要通過(guò)增加一顆MCU來(lái)實(shí)現(xiàn)LoRaWAN協(xié)議,有時(shí)還需要增加一顆MCU來(lái)實(shí)現(xiàn)上層APP協(xié)議。上層APP協(xié)議的集成由終端開(kāi)發(fā)公司來(lái)完成,其芯片和模組不會(huì)為可能存在的上層行業(yè)應(yīng)用協(xié)議預(yù)留Flash空間。因此,終端開(kāi)發(fā)公司的硬件和軟件投入的成本都會(huì)更多。


  LoRaWAN使用免費(fèi)的非授權(quán)頻譜,采用異步通信協(xié)議。LoRa和LoRaWAN協(xié)議在處理干擾、網(wǎng)絡(luò)重迭、可伸縮性等方面具有自己的特性,但卻不能提供像蜂窩網(wǎng)絡(luò)一樣的服務(wù)質(zhì)量。

  任何人都可以購(gòu)買LoRa網(wǎng)關(guān),并且自主組網(wǎng),很多公司稱之為私有網(wǎng)絡(luò)。相對(duì)于全國(guó)性的部署,LoRa更適合區(qū)域性的部署。如何LoRaWAN設(shè)備提供商提供服務(wù),則用戶可以建立基站來(lái)延續(xù)這種服務(wù)。


  LoRa的優(yōu)勢(shì)


  優(yōu)勢(shì)一:低功耗傳輸距離遠(yuǎn)。LoRa模塊的靈敏度-148dBm,通訊距離大于10千米,解決了功耗和傳輸距離不能兼得的難題,在實(shí)際應(yīng)用中有非常大的應(yīng)用空間。


  優(yōu)勢(shì)二:易于建設(shè)和部署,免牌照頻段節(jié)點(diǎn)。LoRa模塊極低的成本,會(huì)在未來(lái)大規(guī)模推廣中占據(jù)巨大優(yōu)勢(shì)。


  優(yōu)勢(shì)三:電池壽命長(zhǎng)。LoRa模塊的接收電流10MA,休眠電流小于200NA,電池壽命長(zhǎng)達(dá)5年。


  LoRa的劣勢(shì)


  劣勢(shì)一:頻譜干擾。隨著LoRa設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)部署的增多,其相互之間會(huì)出現(xiàn)一定的頻譜干擾。


  劣勢(shì)二:技術(shù)過(guò)于集中。LoRa技術(shù)過(guò)于集中于semtech。不利于產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。


  劣勢(shì)三,需要新建網(wǎng)絡(luò)。LoRa在布設(shè)過(guò)程中,需要新建信號(hào)塔、工業(yè)基站甚至是便攜式家庭網(wǎng)關(guān)。