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LoRaWAN与LoRa的区别差异和市场需求

低功耗广域网络(LPWAN)支持预计有数亿数量级的IoT设备中的绝大多数。LoRa仅包含链路层协议,并且非常适用于节点间的P2P通信;同时,LoRa模块也比LoRaWAN便宜一点;LoRaWAN在设计时以自底向上的方式优化了LPWAN的电池寿命、容量、范围和开销。LoRaWAN也包含网络层,因此可以将信息发送到任何已连接到云平台的基站。只需将正确的天线连接到其插座,LoRaWAN模块就可以以不同的频率工作。

LoRa

最简单的公式,你可以这么理解:

LoRa = PHY Layer

LoRaWAN or Symphony Link = MAC Layer

LoRa + LoRaWAN = LPWAN

LoRa是物理层或无线调制,用来创建长距离通信连接。许多传统无线系统使用频移键控(FSK)调制作为物理层,因为这是获取低功耗的非常有效的方式。LoRa基于chirp调频扩频调制方式,其维持了与FSK调制相同的低功耗特性,重要的是增加了通信距离。线性调频扩频在数十年内被用在军事和航空通信领域,归功于其远距离通信能力和抗干扰的鲁棒性,LoRa是这种技术的第一个商用领域的低功耗应用。LoRa两种不同的协议栈:LoRaWAN和Symphony Link。 Symphony Link适用于需要高级功能的工业和企业用户。 LoRaWAN适用于基于LoRaWAN的移动网络,在欧洲发展得比较快。

低功耗广域网(LPWAN)预计将会支持物联网预测的数十亿设备,在整个系统中,由很多个组件组成。物理(PHY)层在硬件层面定义了数据传输的电气规格。数据链路层负责检测PHY层的变化并建立发送数据的协议。LoRa技术的强项是远距离技术。单个基站或网关能覆盖整个城市或数百平方公里。最远距离取决于环境或给定距离内的阻碍,但LoRa和LoRaWAN的链接预算优于任何其他标准通信技术。链接预算,通常由dB给定,是决定特定环境下的通信范围的首要因素。

LoRa和LoRaWAN的区别

LoRaWAN是一个开放标准,它定义了基于LoRa芯片的LPWAN技术的通信协议。 LoRaWAN在数据链路层定义媒体访问控制(MAC),由LoRa联盟维护。 LoRa和LoRaWAN之间的这种区别很重要,因为Link Labs等其他公司在LoRa芯片的顶部使用专有的MAC层来创建更好的混合设计。LoRaWAN不适合专用网络的解决方案,目前它的确更适合于公共广域网络。其根本原因在于在LoRaWAN中,所有频道都调到相同的频率,并且在单一区域最好只有一个网络操作以避免碰撞问题。在最基本的层面上,像LoRaWAN这样的无线协议相当简单。LoRaWAN是一种星型或星型对星型拓扑结构,因为在保持电池电量并增加通信范围方面的优势,所以普遍认为它比网状网络更好。

LoRaWAN网络中的节点准备发送数据时,他们之间的通信是异步的,无论是事件驱动型还是调度型。这种类型的协议可以参考aloha方式。在一个mesh网络或一个同步网络中,例如蜂窝网,节点需要频繁唤醒自己以保持与网络的同步并检查消息。这种同步消耗很多能量且是电池寿命降低的第一驱动因素。在最近的研究和由GSMA完成的比较中,LoRaWAN是所有其他技术的电池寿命的3到5倍。对任何LPWAN来说,合入加密都是极其重要的。LoRaWAN利用两层加密:网络层和应用层。网络层加密确保节点在网络中的认证,应用层加密确保节点网络操作不会访问终端用户的应用数据。在密钥交换时使用一个IEEE EU164鉴别器用作AES加密。

每个技术选择都有权衡,但LoRaWAN在网络架构,设备类型,加密,容量和针对移动寻址的优化可广泛适用多种IoT应用。LoRaWAN规范在不同地区略有不同,基于不同区域允许的频段和监管需求。欧洲和北美的LoRaWAN规范已经制定了,但其他区域仍由技术委员会制定。

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