LPWAN，一種超遠距離、超低功耗的物聯(lián)網(wǎng)絡
添加時間：2018-05-05 14:41:32
來源：
LoRaWAN
LoRaWAN是一種低功耗廣域網(wǎng)規(guī)范，基于MAC層定義，面向物聯(lián)網(wǎng)應用。該規(guī)范主要使用LoRa調(diào)制解調(diào)支持大多數(shù)的物聯(lián)網(wǎng)應用。
LoRaWAN規(guī)范解決了廣闊的物聯(lián)網(wǎng)市場所帶來的挑戰(zhàn)，其特性包括：
雙向性：任何的LPWAN技術提供完全雙向通信是關鍵的；任何設備都能夠向網(wǎng)絡報告（稱為UpLink消息），還可以由網(wǎng)絡（稱為DownLink消息）來控制。 這在許多方面是有意義的，例如設備的配置入網(wǎng)（onboarding）、網(wǎng)絡管理和許多需要用到應答（Acknowledgement ）或設備執(zhí)行機構(gòu)的其他應用。
安全性：分析師預估到2020年將會有數(shù)十億的連接設備，保護物聯(lián)網(wǎng)用戶的安全是至關重要的。 LoRaWAN使用與金融行業(yè)類似的智能密鑰生成機制，提供數(shù)據(jù)認證以及端到端有效載荷的加密。
易于調(diào)試：如果今后要將數(shù)十億臺設備連接到網(wǎng)絡，其配置入網(wǎng)（on‐boarding）的過程應該是無縫的，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，以合理的成本無縫地規(guī)劃網(wǎng)絡內(nèi)外的設備漫游。
可擴展性：這也是關鍵?？蓮臄?shù)千的終端設備開始部署新的網(wǎng)絡；但是，當需要更大容量時，可以增加基礎設施最終連接數(shù)百萬甚至數(shù)十億個終端設備。
標準化：通過LoRa聯(lián)盟，廣泛的生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴都使用相同的標準來創(chuàng)建網(wǎng)絡。
LoRaWAN架構(gòu)
總體架構(gòu)一共分為4部分：
LoRaWAN從底層到最后用戶拿到數(shù)據(jù)的通訊過程通訊大致可分為三段：
LoRa聯(lián)盟 規(guī)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，不同硬件廠商的設備才能互相接入。
而GW <---> Server以及Server <---> 用戶這兩層的協(xié)議雖然LoRa聯(lián)盟有所規(guī)范，但不同廠商之間可能會存在不同。
Mote/Node 就是節(jié)點，在LoRaWAN中，節(jié)點一般與傳感器連接，負責的就是收集傳感數(shù)據(jù)，然后通過LoRaMAC 協(xié)議傳輸給Gateway。
Gateway也就是網(wǎng)關，主要負責將節(jié)點的數(shù)據(jù)傳輸給服務器，也就是完成數(shù)據(jù)從LoRa方式到網(wǎng)絡方式的轉(zhuǎn)換，其中Gateway并不對數(shù)據(jù)做處理，只是負責將數(shù)據(jù)打包封裝，然后傳輸給server(服務器)。
按照LoRaWAN的規(guī)定，Server又分為四部分--NS(Network server)、AS(Application server)、CS(Customer server)、NC(Network controller)
用戶一般只的是直觀使用這個數(shù)據(jù)的人，一般是APP或者其他客戶端方式，從服務器獲取數(shù)據(jù)。
LPWAN與LoraWAN的關系
LPWAN或稱LPN，全稱為LowPower Wide Area Network或者LowPower Network，指的是一種無線網(wǎng)絡。這種無線網(wǎng)絡強調(diào)低功耗與遠距離，通常用于電池供電的傳感器節(jié)點組網(wǎng)。因為低功耗與低速率的特點，這種網(wǎng)絡與其他用于商業(yè)，個人數(shù)據(jù)共享的無線網(wǎng)絡(如WiFi，藍牙等)有著鮮明的區(qū)別。
應用中，LPWAN可使用集中器組建為私有網(wǎng)絡，也可利用網(wǎng)關連到公有網(wǎng)絡上去。
LPWAN因為跟LoRaWAN名字類似，再加上最近的LoRaWAN在IoT領域引起的熱潮，使得不少人對這兩個概念有所混淆。事實上LoRaWAN僅僅是LPWAN的一種，還有幾種類似的技術在與LoRaWAN進行競爭。
LPWAN與其他無線網(wǎng)絡相比
概括來講，LPWAN具有如下特點：
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)，以求簡潔)
低數(shù)據(jù)速率
低成本
非常長的電池使用時間
通信距離較遠
LPWAN適合的應用：
IoT，M2M
工業(yè)自動化
低功耗應用
電池供電的傳感器
智慧城市，智慧農(nóng)業(yè)，抄表，街燈控制等等
LoraWAN與Lora的關系
同樣是因為名字類似，不少人將LoRaWAN與LoRa兩個概念混淆。事實上LoRaWAN指的是MAC層的組網(wǎng)協(xié)議。而LoRa只是一個物理層的協(xié)議。雖然現(xiàn)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)絡分層的角度來講，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)技術的物理層。事實上有幾種與LoRaWAN競爭的技術在物理層也采用了LoRa。
LoraWAN網(wǎng)絡分層(圖中物理層使用Lora,但是要注意物理層與MAC層獨立,至于無線頻段,圖中使用的ISM頻段,但從技術角度來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(guī)范，基于MAC層定義，面向物聯(lián)網(wǎng)應用。該規(guī)范主要使用LoRa調(diào)制解調(diào)支持大多數(shù)的物聯(lián)網(wǎng)應用。LoRaWAN規(guī)范解決了廣闊的物聯(lián)網(wǎng)市場所帶來的挑戰(zhàn)，其特性包括：雙向性：任何的LPWAN技術提供完全雙向通信是關鍵的；任何設備都能夠向網(wǎng)絡… [了解更多]
