LoRaWAN介绍4 缺点

“人类一思考，上帝就发笑”—-米兰·昆德拉

尽管LoRaWAN由LoRa Alliance专家们（主要是：Semtech、IBM和Actility）建设，抛开技术复杂度和硬件较贵外，在以下技术方面，还存在缺陷。

知道缺陷，是一件好事，它可以让后续的LoRaWAN协议去解决。正所谓，“弱小和无知不是生存的障碍，傲慢才是。”

1 免费频段+公开标准=易受攻击

LoRaWAN工作在ISM(Industrial Scientific Medical，工业，科学，医学)免费频段，它的协议规范是公开的，这就带来一个问题：易受攻击。

要“伪造”一个End Node是困难的，攻击者侦听到4字节的DevAddr，直接使用该地址发送报文，Gateway会转发给Network Server（LoRaWAN Server四种服务器之一，简称为NS），NS检查MIC（Message IntegrityCode，信息完整码，由NwkSKey进行128AES加密）错误，丢弃该“伪造报文”。

还有一种攻击，那就是“恶意拥塞”。想象下，攻击者使用LoRa设备，在125kHz带宽，发送最大长度preamble（前导码），那么该通道将被恶意占用。只要攻击者遵守duty cycle和发射功率，这种攻击是“合法的”。

很可能，需要政策法规或行业规范，才能让LoRaWAN免受拥塞攻击。

2 异步ALOHA协议的低效率

美国夏威夷州是一个群岛，铺设有线网络代价很大，为了让各岛用户使用中心计算机，使用了无线电技术。该项目于1968年由美国夏威夷大学承担，是世界上最早的无线电计算机通信网。该通信协议取名ALOHA，是夏威夷人表示致意的问候语。

协议原理：很简单，只要用户有数据要发送，就尽管让他们发送。规定时间内若收到应答，表示发送成功，否则重发。

重发策略：等待一段随机的时间，然后重发；如再次冲突，则再等待一段随机的时间，直到重发成功为止。

优点：简单易行。

缺点：极容易冲突。

效率：纯ALOHA协议的信道利用率最大不超过18.4%(1/2e)。

今天，LoRaWAN的主体Class A也是采用ALOHA协议，在省电和简单的同时，冲突和低效率也不可避免。

所幸的是，传感器的通信数据和频率不高，SX1301能提供多通道的FDMA（频分复用），可以有效缓解冲突。进一步预测，多片SX1301，会更受青睐。

3  Class B的GPS同步

在无线通信协议设计中，唤醒通信是一个难点：节点在休眠，Gateway必须和它约定在精确的时间点通信，这就需要同步技术。LoRaWAN的Class B提供唤醒功能，它的同步源是GPS的秒脉冲。

就算所有的Gateway具备GPS功能，处于室内它将无法接收到GPS信号（除非将GPS天线引出）。

当然，室内Gateway还可以选择IEEE1588之类的网络对时协议，不管如何，复杂度的提高，会带来设计和部署的代价。

仔细看LoRaWAN SpecificationV1.0.2，“Class B must be considered as experimental……”（Class B目前是实验版本）。

4 应用数据的封包

下图是LoRaWAN中国频段的最大数据帧长度规定，可以看到，DR0/DR1/DR2（分别对应：250/440/980bps）下，应用层最大数据长度为51字节，在不同的速率下，该值还是变化的。这给应用层设计MTU（Maximum Transmission Unit，最大传输单元）大小，增加了额外的困难。