物聯(lián)網(wǎng)連接環(huán)境除了智能家庭聯(lián)網(wǎng)和辦公空間場(chǎng)景之外，許多物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接通信將是在遠(yuǎn)程環(huán)境下進(jìn)行的，新環(huán)境下由于M2M傳輸覆蓋范圍限制這將導(dǎo)致無(wú)法訪問(wèn)以及需要進(jìn)行電源連接。

有鑒于此，廣泛采用LPWA解決方案——LoRAWAN和3GPP(LTE Cat M1和Cat NB1)的開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)將專門(mén)針對(duì)這些物聯(lián)網(wǎng)連接過(guò)程中遇到的障礙提供最優(yōu)的解決方案支持。

LoRa和LoRaWAN釋義

LoRaWAN是一種流行且廣泛部署的LPWA通信標(biāo)準(zhǔn)，在ISM(工業(yè)，科學(xué)，醫(yī)療)頻段使用未經(jīng)許可的無(wú)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(jīng)許可的頻譜意味著公司可以輕松推出網(wǎng)絡(luò)，并為企業(yè)提供專用網(wǎng)絡(luò)。LoRaWAN定義了網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議和系統(tǒng)架構(gòu)，而LoRa?則描述了無(wú)線電層。LoRa使用Chirp Spread Spectrum(CSS)調(diào)制，既節(jié)能又提供比傳統(tǒng)替代品更長(zhǎng)的范圍。由于其范圍和干擾的穩(wěn)健性，CSS已經(jīng)在軍事和空間通信中使用了數(shù)十年，但是LoRa是第一個(gè)可用于商業(yè)用途的低成本實(shí)現(xiàn)。

LoRa網(wǎng)絡(luò)具有星形布局，其中數(shù)百或數(shù)千個(gè)設(shè)備與連接到核心網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)以及最終的互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行雙向通信。來(lái)自單個(gè)傳感器或設(shè)備的信號(hào)由范圍內(nèi)的所有網(wǎng)關(guān)接收，這提高了可靠性并開(kāi)辟了定位服務(wù)的可能性。該網(wǎng)絡(luò)使用復(fù)雜的“自適應(yīng)數(shù)據(jù)速率”算法來(lái)微調(diào)每個(gè)設(shè)備和網(wǎng)關(guān)之間的通信，以最小化功耗并最大化可靠性。

選擇LoRaWAN有哪些好處

覆蓋范圍借助CSS和ADR，設(shè)備可以在開(kāi)放區(qū)域與最遠(yuǎn)15公里范圍的網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通信，在城市中可以與長(zhǎng)達(dá)5公里的網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通信，這意味著單個(gè)網(wǎng)關(guān)可以覆蓋700平方公里周圍的所有設(shè)備。覆蓋范圍還延伸到室內(nèi)，到達(dá)地下室或街道以下的服務(wù)管道。

1、低功耗與使用壽命

低功耗和低峰值電流需求，LoRaWAN數(shù)據(jù)傳輸和接收需要低電流(低于50 mA)，大大降低了設(shè)備的功耗，一次充電可以使設(shè)備長(zhǎng)達(dá)十年的使用壽命，大大降低了支持和維護(hù)成本。

2、節(jié)省成本

廣泛的覆蓋范圍和相對(duì)較低的網(wǎng)關(guān)成本顯著降低了LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)部署的成本。對(duì)于設(shè)備，通信模塊的價(jià)格在10美元范圍內(nèi)，未經(jīng)許可的頻譜意味著連接的成本僅為1美元/年。

3、定位服務(wù)

由于來(lái)自特定設(shè)備的信號(hào)可以被多個(gè)網(wǎng)關(guān)接收，因此可以根據(jù)每個(gè)基站的信號(hào)強(qiáng)度和/或信號(hào)到達(dá)時(shí)間來(lái)計(jì)算設(shè)備的位置，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò) -基于位置的服務(wù)，可用于跟蹤或?qū)υO(shè)備進(jìn)行地理圍欄。

4、深度穿透

LoRa無(wú)線電調(diào)制允許深度室內(nèi)穿透，并增加了到達(dá)位于地下的水表或煤氣表的傳感器的能力。

5、無(wú)需獲取任何頻率許可

LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)部署在免費(fèi)的ISM頻段(EU 868，AS 923，US 915 Mhz)上，允許任何服務(wù)提供商或公司部署和運(yùn)營(yíng)LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)，而無(wú)需獲得任何頻率的許可證。

6、快速搭建和商用

LoRaWAN開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)與無(wú)成本運(yùn)行頻率和低成本基站相結(jié)合，使運(yùn)營(yíng)商能夠在短短幾個(gè)月內(nèi)以最少的投資推出網(wǎng)絡(luò)。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(yōu)化或家庭自動(dòng)化。

7、一站式管理

LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)支持多種垂直解決方案，允許服務(wù)提供商使用一個(gè)平臺(tái)和標(biāo)準(zhǔn)來(lái)管理各種用例，如智能建筑，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，智能計(jì)量或智能城市。

LoRaWAN和3GPP技術(shù)的區(qū)別

對(duì)于許多要求，LPWAN要求最低成本和最低功率。在實(shí)際使用案例中(大約20條消息/天)，LoRAWAN的功耗比LTE Cat NB1好5倍。所需的峰值電流降低了10倍--相當(dāng)于電池尺寸減少了一個(gè)數(shù)量級(jí)，并且使用壽命延長(zhǎng)了十年。

LoRaWAN和3GPP之間的另一個(gè)主要區(qū)別是使用未經(jīng)許可的頻譜。LoRaWAN允許在一個(gè)小區(qū)域內(nèi)輕松部署具有數(shù)千臺(tái)設(shè)備的“校園”網(wǎng)絡(luò)(智能城市，智能建筑，智能機(jī)場(chǎng)，智能工廠)。企業(yè)網(wǎng)絡(luò)可以完全在客戶的控制之下，數(shù)據(jù)仍然是端到端加密的。