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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(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(yùn)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(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，需要通過增加一顆MCU來實(shí)現(xiàn)LoRaWAN協(xié)議，有時(shí)還需要增加一顆MCU來實(shí)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(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(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(dá)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(huì)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(hào)塔、工業(yè)基站甚至是便攜式家庭網(wǎng)關(guān)。