LPWAN，一种超遠(yuǎn)距离、超低功耗的物(wù)联网络
添加时间：2018-05-05 14:41:32
来源：
LoRaWAN
LoRaWAN是一种低功耗广域网规范，基于MAC层定义，面向物(wù)联网应用(yòng)。该规范主要使用(yòng)LoRa调制解调支持大多(duō)数的物(wù)联网应用(yòng)。
LoRaWAN规范解决了广阔的物(wù)联网市场所带来的挑战，其特性包括：
双向性：任何的LPWAN技术提供完全双向通信是关键的；任何设备都能(néng)够向网络报告（称為(wèi)UpLink消息），还可(kě)以由网络（称為(wèi)DownLink消息）来控制。 这在许多(duō)方面是有(yǒu)意义的，例如设备的配置入网（onboarding）、网络管理(lǐ)和许多(duō)需要用(yòng)到应答(dá)（Acknowledgement ）或设备执行机构的其他(tā)应用(yòng)。
安全性：分(fēn)析师预估到2020年将会有(yǒu)数十亿的连接设备，保护物(wù)联网用(yòng)户的安全是至关重要的。 LoRaWAN使用(yòng)与金融行业类似的智能(néng)密钥生成机制，提供数据认证以及端到端有(yǒu)效载荷的加密。
易于调试：如果今后要将数十亿台设备连接到网络，其配置入网（on‐boarding）的过程应该是无缝的，不需要考虑SIM卡的分(fēn)发。
地理(lǐ)定位：许多(duō)物(wù)联网应用(yòng)需要设备位置跟踪。 LoRaWAN使用(yòng)免GPS的地理(lǐ)定位功能(néng)，以合理(lǐ)的成本无缝地规划网络内外的设备漫游。
可(kě)扩展性：这也是关键。可(kě)从数千的终端设备开始部署新(xīn)的网络；但是，当需要更大容量时，可(kě)以增加基础设施最终连接数百万甚至数十亿个终端设备。
标准化：通过LoRa联盟，广泛的生态系统合作伙伴都使用(yòng)相同的标准来创建网络。
LoRaWAN架构
总體(tǐ)架构一共分(fēn)為(wèi)4部分(fēn)：
LoRaWAN从底层到最后用(yòng)户拿(ná)到数据的通讯过程通讯大致可(kě)分(fēn)為(wèi)三段：
LoRa联盟 规定了 MAC层的通讯协议，只有(yǒu)在设备（GW、MOTE）共同遵守的MAC层协议的前提下，不同硬件厂商(shāng)的设备才能(néng)互相接入。
而GW <---> Server以及Server <---> 用(yòng)户这两层的协议虽然LoRa联盟有(yǒu)所规范，但不同厂商(shāng)之间可(kě)能(néng)会存在不同。
Mote/Node 就是节点，在LoRaWAN中，节点一般与传感器连接，负责的就是收集传感数据，然后通过LoRaMAC 协议传输给Gateway。
Gateway也就是网关，主要负责将节点的数据传输给服務(wù)器，也就是完成数据从LoRa方式到网络方式的转换，其中Gateway并不对数据做处理(lǐ)，只是负责将数据打包封装，然后传输给server(服務(wù)器)。
按照LoRaWAN的规定，Server又(yòu)分(fēn)為(wèi)四部分(fēn)--NS(Network server)、AS(Application server)、CS(Customer server)、NC(Network controller)
用(yòng)户一般只的是直观使用(yòng)这个数据的人，一般是APP或者其他(tā)客户端方式，从服務(wù)器获取数据。
LPWAN与LoraWAN的关系
LPWAN或称LPN，全称為(wèi)LowPower Wide Area Network或者LowPower Network，指的是一种无線(xiàn)网络。这种无線(xiàn)网络强调低功耗与遠(yuǎn)距离，通常用(yòng)于電(diàn)池供電(diàn)的传感器节点组网。因為(wèi)低功耗与低速率的特点，这种网络与其他(tā)用(yòng)于商(shāng)业，个人数据共享的无線(xiàn)网络(如WiFi，蓝牙等)有(yǒu)着鲜明的區(qū)别。
应用(yòng)中，LPWAN可(kě)使用(yòng)集中器组建為(wèi)私有(yǒu)网络，也可(kě)利用(yòng)网关连到公有(yǒu)网络上去。
LPWAN因為(wèi)跟LoRaWAN名字类似，再加上最近的LoRaWAN在IoT领域引起的热潮，使得不少人对这两个概念有(yǒu)所混淆。事实上LoRaWAN仅仅是LPWAN的一种，还有(yǒu)几种类似的技术在与LoRaWAN进行竞争。
LPWAN与其他(tā)无線(xiàn)网络相比
概括来讲，LPWAN具有(yǒu)如下特点：
双向通信，有(yǒu)应答(dá)
星形拓扑(一般情况下不使用(yòng)中继器，也不使用(yòng)Mesh组网，以求简洁)
低数据速率
低成本
非常長(cháng)的電(diàn)池使用(yòng)时间
通信距离较遠(yuǎn)
LPWAN适合的应用(yòng)：
IoT，M2M
工业自动化
低功耗应用(yòng)
電(diàn)池供電(diàn)的传感器
智慧城市，智慧农业，抄表，街(jiē)灯控制等等
LoraWAN与Lora的关系
同样是因為(wèi)名字类似，不少人将LoRaWAN与LoRa两个概念混淆。事实上LoRaWAN指的是MAC层的组网协议。而LoRa只是一个物(wù)理(lǐ)层的协议。虽然现有(yǒu)的LoRaWAN组网基本上都使用(yòng)LoRa作為(wèi)物(wù)理(lǐ)层，但是LoRaWAN的协议也列出了在某些频段也可(kě)以使用(yòng)GFSK作為(wèi)物(wù)理(lǐ)层。从网络分(fēn)层的角度来讲，LoRaWAN可(kě)以使用(yòng)任何物(wù)理(lǐ)层的协议，LoRa也可(kě)以作為(wèi)其他(tā)组网技术的物(wù)理(lǐ)层。事实上有(yǒu)几种与LoRaWAN竞争的技术在物(wù)理(lǐ)层也采用(yòng)了LoRa。
LoraWAN网络分(fēn)层(图中物(wù)理(lǐ)层使用(yòng)Lora,但是要注意物(wù)理(lǐ)层与MAC层独立,至于无線(xiàn)频段,图中使用(yòng)的ISM频段,但从技术角度来讲也可(kě)使用(yòng)其他(tā)任何频段)
2018-05
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