LoRaWAN介绍1 概貌

1  LoRaWAN是什么

LoRaWAN是基于LoRa的低功耗广域网，它主要包括2个部分：通信协议和体系结构。它能提供一个：低功耗、可扩展、高服务质量、安全的长距离无线网络。

2  LoRaWAN体系结构

借助于LoRa长距离的优势，LoRaWAN采用星型无线拓扑，有效延长电池寿命、降低网络复杂度和后续轻易扩展容量。它将网络实体分成4类：End Nodes（终端节点）、Gateway（网关）、LoraWAN Server（LoRaWAN服务器）和Applicaton Server（用户服务器）。

 

3  LoRaWAN通信协议

在LoRaWAN的星型网络中， End Nodes使用单跳无线与一个或多个Gateway通信；Gateway通过标准IP链路(Ethernet、3G/GPRS和WiFi)与LoRaWAN Server通信；Gateway负责End Nodes和LoRaWAN Server信息的中继。

4  LoRaWAN能干什么

LoRaWAN主要此类设备提供无线通信：低功耗（电池一次性工作几年）、低速率（主要是传感器数据）、低成本（免流量费用）和长距离。

5  LoRaWAN由谁来制定

LoRa Alliance（LoRa联盟）负责制定LoRaWAN标准和执行认证。该组织是一个开放、非赢利和快速增长的机构，成员包括：

科技巨头：IBM,Cisco, HP, Foxconn, Semtech和Sagemcom等；

名牌企业：Schneider,Bosch, Diehl, Mueller, ZTE等；

运营商：Orange,SwissCom等。

6  LoRaWAN的目标是什么

标准化：通过LoRaWAN Specification（说明书）和Certification（认证），从欧洲到非洲，从北美到东南亚，任何公司的LoRaWAN产品实现互连互通。

市场化：通过标准化和生态圈，扩大LoRaWAN在物联网市场的份额。

7  谁需要LoRaWAN

LoRaWAN的初衷是提供：区域、国家或全球的物联网。这样一来，它的体系和协议变得庞大复杂是必然的。以下可能需要LoRaWAN。

1 运营商

毫无疑问，运营商是最希望部署LPWAN（低功耗广域网）来为客户提供“无处不在”的物联网服务，这是在移动互联网已经饱和的情况下，又一波“增长红利”。这就可以理解欧洲国家（法国、荷兰和比利时等）部署LoRaWAN的热情了。

2 大规模节点的私网

智能工厂是最可能部署物联网的行业，毕竟有大量的设备需要监测和控制，且部署物联网能马上受益；节点多（>1000），需要LoRaWAN提供大规模接入能力。

3 要求QoS的私网

部分私网对于QoS（网络质量）有特殊的要求，比如：抗干扰能力强，吞吐量大，唤醒延时小，LoRaWAN能较好地满足这些需求。

8  LoRaWAN会像IP一样成功吗

IP(Internet Protocol)是最成功的网络协议之一，它奠定了互联网的基础，在信息互联上把世界变成了“地球村”；从服务器，到PC，到手机，甚至手表，都离不开IP。它的成功包括：开放，所有标准文档谁都可以下载使用；免费，使用IP不用缴纳版权费；标准，有委员会制定标准，保证全球IP设备互联互通；推动，科技巨头（IBM, MicroSoft, Cisco等）都大力推进IP的使用和标准化。

今天，LoRaWAN与IP有极大的相似。

开放：用户可以下载标准文档，还有宝贵的End Nodes和Gateway源代码；

免费：使用LoRaWAN是不用缴纳版本费用；

标准：由LoRa Alliance负责标准的制定和更新，对LoRaWAN产品执行认证；

推动：有运营商、科技巨头(IBM, Cisco等)和生态圈企业一起来建设LoRaWAN

安全：它是第一个对网络和应用数据使用128AES双重加密的无线网络。

LoRaWAN能否成为世界级的物联网标准，其它因素也需要考虑：基础科技的革新（比如：超大容量储能电池的发明、超远距离高速无线通信技术等）、竞争对手的压力、商业风险，甚至全球经济和政治危机。

9  LoRaWAN会有多大市场份额

坦白地说，知道LoRaWAN在物联网中的份额是很难的，聪明的人只是去分析预测一个技术的前景，我们一起从微观和宏观来看看。

微观方面

各行业（生产、交通、医疗、农业、仓储、城市、生活等）要智能化，都依赖传感器将物理信息（如：温湿度、位置、压力、热和光等）转换成数字信息（即0和1二进制数据）。传感器主要是电池供电，采集数据量较小，数量庞大，地域分布广；它对通信的要求是：长距离、低功耗、低速率和低成本。可见，LoRaWAN在以“传感器为主体”的物联网大有用武之地。

宏观方面

SNS Research分析预测，45%～55%的设备将会接入LPWAN（低功耗广域网，LoRaWAN是其中之一）物联网。

Machina Research分析预测，到2025年，将会超过30亿设备接入LPWAN物联网。

10  LoRaWAN需要遵循哪些规定

LoRaWAN的本质是无线通信网络，因此，它至少需要遵循以下规定：

ChangeChannel(切换信道)

End Devices每次发送数据包都需要随机切换信道，经验表明，切换信道可以有效降低同频干扰和无线信号衰减，从而建立一个更健壮的网络。

DutyCycle(发送占空比)

依赖不同的地区和国家，在ISM频段，一个无线电设备允许最大发射占空比是有限制的，这样做是为了保证公平和防止非法占用信道。以欧洲为例，Duty Cycle=1%，实例，如果一个设备发射时间=1S，接下来的99S，它将不能再发射无线电信号（可以接收无线电信号）。

DwellTime(驻留时间)

该限制主要是北美，在ISM频段，一个无线电设备每0.4S必须切换信道，这样做是为了保证信道利用率和增强抗干扰能力。实例，如果一个设备发射时间=1S，它必须跳频3次，才能完成发射任务。