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了解LORA基礎(chǔ)知識 LORA優(yōu)缺點分析

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

LORA是什么


  1、LORA是什么?


  LORA是一種Long Range(長距離)的簡稱,是一種長距離,低功耗,的無線通信技術(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)的簡稱,是基于LORA技術(shù)的一種通信協(xié)議。


  它主要包括三個實體(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制和同步機制。


  LoRa是Long Range的縮寫,屬于無線通信技術(shù)中的一種,典型特點是距離遠、功耗低。速率相對較低,可視為網(wǎng)絡(luò)通信中的物理層實現(xiàn),LoRa對應的產(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)議標準,對應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,同時還實現(xiàn)了多信道接入、頻率切換、自適應速率、信道管理、定時收發(fā),節(jié)點接入認證與數(shù)據(jù)加密、漫游等特性。


  在企業(yè)級LPWAN項目中,較大的難題是LoRa基站的部署,并且需要運營商的網(wǎng)絡(luò)進行廣域網(wǎng)傳輸。LoRa基站的部署受現(xiàn)場施工條件的限制,如現(xiàn)場可能沒有電源供電,也可能不允許安裝設(shè)備,或者沒有運營商網(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),但為了實現(xiàn)全部覆蓋,必須增加基站部署,這些都會導致網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本增加、施工困難、維護不易等問題。


  下行鏈路低功耗是大部分LPWAN技術(shù)的難點。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模式在開啟下行通信之后將會顯著提高UE的功耗。

LORA優(yōu)缺點


  在產(chǎn)品設(shè)計方面,LoRa只負責PHY(物理層)和MAC層的協(xié)議定義,LoRa芯片只支持射頻功能,需要通過增加一顆MCU來實現(xiàn)LoRaWAN協(xié)議,有時還需要增加一顆MCU來實現(xiàn)上層APP協(xié)議。上層APP協(xié)議的集成由終端開發(fā)公司來完成,其芯片和模組不會為可能存在的上層行業(yè)應用協(xié)議預留Flash空間。因此,終端開發(fā)公司的硬件和軟件投入的成本都會更多。


  LoRaWAN使用免費的非授權(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)。相對于全國性的部署,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延續(xù)這種服務(wù)。


  LoRa的優(yōu)勢


  優(yōu)勢一:低功耗傳輸距離遠。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,在實際應用中有非常大的應用空間。


  優(yōu)勢二:易于建設(shè)和部署,免牌照頻段節(jié)點。LoRa模塊極低的成本,會在未來大規(guī)模推廣中占據(jù)巨大優(yōu)勢。


  優(yōu)勢三:電池壽命長。LoRa模塊的接收電流10MA,休眠電流小于200NA,電池壽命長達5年。


  LoRa的劣勢


  劣勢一:頻譜干擾。隨著LoRa設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)部署的增多,其相互之間會出現(xiàn)一定的頻譜干擾。


  劣勢二:技術(shù)過于集中。LoRa技術(shù)過于集中于semtech。不利于產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。


  劣勢三,需要新建網(wǎng)絡(luò)。LoRa在布設(shè)過程中,需要新建信號塔、工業(yè)基站甚至是便攜式家庭網(wǎng)關(guān)。

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