當前通信技術迅猛發展,5G商業應用也早已在進行,數據傳輸密集性更強,其交換量也更加龐大。特別是對于M2M通訊,因為設備的部署范圍通常更寬廣,且無線設備必須避免頻繁更換電池,LoRaWAN技術便就此誕生,LoRaWAN是在支持物聯網(IoT)的低功耗廣域網(LPWAN)規范中使用的LoRa平臺。
1 LoRaWAN是什么
LoRaWAN是一種流行且廣泛部署的LPWA通信標準,在ISM(工業,科學,醫療)頻段使用未經許可的無線電頻譜,頻率約為900MHz或430Mhz(世界各地的精確頻率各不相同)。使用未經許可的頻譜意味著公司可以輕松推出網絡,并為企業提供專用網絡。LoRaWAN定義了網絡的通信協議和系統架構,而LoRa則描述了無線電層。LoRa使用ChirpSpreadSpectrum(CSS)調制,既節能又提供比傳統替代品更長的范圍。由于其范圍和干擾的穩健性,CSS已經在軍事和空間通信中使用了數十年,但是LoRa是第一個可用于商業用途的低成本實現。
LoRa網絡具有星形布局,其中數百或數千個設備與連接到核心網絡的網關以及最終的互聯網進行雙向通信。來自單個傳感器或設備的信號由范圍內的所有網關接收,這提高了可靠性并開辟了定位服務的可能性。該網絡使用復雜的“自適應數據速率”算法來微調每個設備和網關之間的通信,以最小化功耗并最大化可靠性。

2 LoRa和LoRaWAN的區別
LoRa和LoRaWAN是物聯網中最火熱兩種無線通訊技術,LoRa的全稱是Long Range (遠距離),是一種低功耗、遠距離的局域網無線標準,是Semtech公司研發的一種無線調制方式,而LoRaWAN是一個開放標準,它定義了基于LoRa芯片的LPWAN技術的通信協議以及 LoRaWAN在數據鏈路層定義媒體訪問控制(MAC),兩者的區別是LoRa則是一種調制方式,LoRaWAN就是根據LoRa調制方式構建的一種應用。簡單的來說,LoRaWAN模塊使用的就是普通的LoRa模塊,然后按照一定的規則去設定參數或收發信號。
3 LoRaWAN和3GPP技術的區別
對于許多要求,LPWAN要求最低成本和最低功率。在實際使用案例中(大約20條消息/天),LoRAWAN的功耗比LTECatNB1好5倍。所需的峰值電流降低了10倍——相當于電池尺寸減少了一個數量級,并且使用壽命延長了十年。
另一大區別是使用未經許可的頻譜。LoRaWAN允許在一個小區域內輕松部署具有數千臺設備的“校園”網絡(智能城市,智能建筑,智能機場,智能工廠)。企業網絡可以完全在客戶的控制之下,數據仍然是端到端加密的。
4 LoRaWAN的優勢
(1)低功耗與使用壽命
低功耗和低峰值電流需求,LoRaWAN數據傳輸和接收需要低電流(低于50mA),大大降低了設備的功耗,一次充電可以使設備長達十年的使用壽命,大大降低了支持和維護成本。
(2)定位服務
由于來自特定設備的信號可以被多個網關接收,因此可以根據每個基站的信號強度和/或信號到達時間來計算設備的位置,從而實現網絡-基于位置的服務,可用于跟蹤或對設備進行地理圍欄。
(3)節省成本
廣泛的覆蓋范圍和相對較低的網關成本顯著降低了LoRaWAN網絡部署的成本。對于設備,通信模塊的價格在10美元范圍內,未經許可的頻譜意味著連接的成本僅為1美元/年。
(4)無需獲取任何頻率許可
LoRaWAN網絡部署在免費的ISM頻段(EU868,AS923,US915Mhz)上,允許任何服務提供商或公司部署和運營LoRaWAN網絡,而無需獲得任何頻率的許可證。
(5)深度穿透
LoRa無線電調制允許深度室內穿透,并增加了到達位于地下的水表或煤氣表的傳感器的能力。
(6)一站式管理
LoRaWAN網絡支持多種垂直解決方案,允許服務提供商使用一個平臺和標準來管理各種用例,如智能建筑,精準農業,智能計量或智能城市。
(7)快速搭建和商用
LoRaWAN開放標準與無成本運行頻率和低成本基站相結合,使運營商能夠在短短幾個月內以最少的投資推出網絡。雙向通信完全雙向通信支持各種需要上行鏈路和下行鏈路的用例:例如,街道照明,智能灌溉,能源優化或家庭自動化。
以上梳理了LoRaWAN的定義、優勢等,希望對你有所幫助,如果你想了解更多相關內容,敬請關注三個皮匠報告的行業知識欄目。
推薦閱讀:
什么是物聯網平臺?有哪些?功能介紹
物聯網技術是什么?架構分為哪幾層?主要技術有哪些?
【研報】物聯網行業研究報告:物聯網產業鏈全梳理-210621(391頁).pdf