LPWAN，一種超遠距離、超低功耗的物聯(lián)網(wǎng)絡(luò )
添加時(shí)間：2018-05-05 14:41:32
來(lái)源：
LoRaWAN
LoRaWAN是一種低功耗廣域網(wǎng)規范，基于MAC層定義，面向物聯(lián)網(wǎng)應用。該規范主要使用LoRa調制解調支持大多數的物聯(lián)網(wǎng)應用。
LoRaWAN規范解決了廣闊的物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)所帶來(lái)的挑戰，其特性包括：
雙向性：任何的LPWAN技術(shù)提供完全雙向通信是關(guān)鍵的；任何設備都能夠向網(wǎng)絡(luò )報告（稱(chēng)為UpLink消息），還可以由網(wǎng)絡(luò )（稱(chēng)為DownLink消息）來(lái)控制。 這在許多方面是有意義的，例如設備的配置入網(wǎng)（onboarding）、網(wǎng)絡(luò )管理和許多需要用到應答（Acknowledgement ）或設備執行機構的其他應用。
安全性：分析師預估到2020年將會(huì )有數十億的連接設備，保護物聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)的安全是至關(guān)重要的。 LoRaWAN使用與金融行業(yè)類(lèi)似的智能密鑰生成機制，提供數據認證以及端到端有效載荷的加密。
易于調試：如果今后要將數十億臺設備連接到網(wǎng)絡(luò )，其配置入網(wǎng)（on‐boarding）的過(guò)程應該是無(wú)縫的，不需要考慮SIM卡的分發(fā)。
地理定位：許多物聯(lián)網(wǎng)應用需要設備位置跟蹤。 LoRaWAN使用免GPS的地理定位功能，以合理的成本無(wú)縫地規劃網(wǎng)絡(luò )內外的設備漫游。
可擴展性：這也是關(guān)鍵?？蓮臄登У慕K端設備開(kāi)始部署新的網(wǎng)絡(luò )；但是，當需要更大容量時(shí)，可以增加基礎設施最終連接數百萬(wàn)甚至數十億個(gè)終端設備。
標準化：通過(guò)LoRa聯(lián)盟，廣泛的生態(tài)系統合作伙伴都使用相同的標準來(lái)創(chuàng )建網(wǎng)絡(luò )。
LoRaWAN架構
總體架構一共分為4部分：
LoRaWAN從底層到最后用戶(hù)拿到數據的通訊過(guò)程通訊大致可分為三段：
LoRa聯(lián)盟 規定了 MAC層的通訊協(xié)議，只有在設備（GW、MOTE）共同遵守的MAC層協(xié)議的前提下，不同硬件廠(chǎng)商的設備才能互相接入。
而GW <---> Server以及Server <---> 用戶(hù)這兩層的協(xié)議雖然LoRa聯(lián)盟有所規范，但不同廠(chǎng)商之間可能會(huì )存在不同。
Mote/Node 就是節點(diǎn)，在LoRaWAN中，節點(diǎn)一般與傳感器連接，負責的就是收集傳感數據，然后通過(guò)LoRaMAC 協(xié)議傳輸給Gateway。
Gateway也就是網(wǎng)關(guān)，主要負責將節點(diǎn)的數據傳輸給服務(wù)器，也就是完成數據從LoRa方式到網(wǎng)絡(luò )方式的轉換，其中Gateway并不對數據做處理，只是負責將數據打包封裝，然后傳輸給server(服務(wù)器)。
按照LoRaWAN的規定，Server又分為四部分--NS(Network server)、AS(Application server)、CS(Customer server)、NC(Network controller)
用戶(hù)一般只的是直觀(guān)使用這個(gè)數據的人，一般是APP或者其他客戶(hù)端方式，從服務(wù)器獲取數據。
LPWAN與LoraWAN的關(guān)系
LPWAN或稱(chēng)LPN，全稱(chēng)為L(cháng)owPower Wide Area Network或者LowPower Network，指的是一種無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )。這種無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )強調低功耗與遠距離，通常用于電池供電的傳感器節點(diǎn)組網(wǎng)。因為低功耗與低速率的特點(diǎn)，這種網(wǎng)絡(luò )與其他用于商業(yè)，個(gè)人數據共享的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )(如WiFi，藍牙等)有著(zhù)鮮明的區別。
應用中，LPWAN可使用集中器組建為私有網(wǎng)絡(luò )，也可利用網(wǎng)關(guān)連到公有網(wǎng)絡(luò )上去。
LPWAN因為跟LoRaWAN名字類(lèi)似，再加上最近的LoRaWAN在IoT領(lǐng)域引起的熱潮，使得不少人對這兩個(gè)概念有所混淆。事實(shí)上LoRaWAN僅僅是LPWAN的一種，還有幾種類(lèi)似的技術(shù)在與LoRaWAN進(jìn)行競爭。
LPWAN與其他無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )相比
概括來(lái)講，LPWAN具有如下特點(diǎn)：
雙向通信，有應答
星形拓撲(一般情況下不使用中繼器，也不使用Mesh組網(wǎng)，以求簡(jiǎn)潔)
低數據速率
低成本
非常長(cháng)的電池使用時(shí)間
通信距離較遠
LPWAN適合的應用：
IoT，M2M
工業(yè)自動(dòng)化
低功耗應用
電池供電的傳感器
智慧城市，智慧農業(yè)，抄表，街燈控制等等
LoraWAN與Lora的關(guān)系
同樣是因為名字類(lèi)似，不少人將LoRaWAN與LoRa兩個(gè)概念混淆。事實(shí)上LoRaWAN指的是MAC層的組網(wǎng)協(xié)議。而LoRa只是一個(gè)物理層的協(xié)議。雖然現有的LoRaWAN組網(wǎng)基本上都使用LoRa作為物理層，但是LoRaWAN的協(xié)議也列出了在某些頻段也可以使用GFSK作為物理層。從網(wǎng)絡(luò )分層的角度來(lái)講，LoRaWAN可以使用任何物理層的協(xié)議，LoRa也可以作為其他組網(wǎng)技術(shù)的物理層。事實(shí)上有幾種與LoRaWAN競爭的技術(shù)在物理層也采用了LoRa。
LoraWAN網(wǎng)絡(luò )分層(圖中物理層使用Lora,但是要注意物理層與MAC層獨立,至于無(wú)線(xiàn)頻段,圖中使用的ISM頻段,但從技術(shù)角度來(lái)講也可使用其他任何頻段)
2018-05
LoRaWANLoRaWAN是一種低功耗廣域網(wǎng)規范，基于MAC層定義，面向物聯(lián)網(wǎng)應用。該規范主要使用LoRa調制解調支持大多數的物聯(lián)網(wǎng)應用。LoRaWAN規范解決了廣闊的物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)所帶來(lái)的挑戰，其特性包括：雙向性：任何的LPWAN技術(shù)提供完全雙向通信是關(guān)鍵的；任何設備都能夠向網(wǎng)絡(luò )… [了解更多]
