什么是LoRa網關?LoRa優(yōu)勢在于什么?

2022-09-13 10:51:49| 來源：聚英電子| 次| 0次

　　LoRa是一種低功耗長距離的無線通信技術，LoRa無線傳輸?shù)奶攸c就是可以支持多節(jié)點傳輸、功耗低、抗干擾性強，傳輸距離可達15km以上，目前，LoRa主要在全球免費頻段運行，包括433/868/915MHz等。而LoRa技術又包括LoRaWAN協(xié)議和LoRa協(xié)議。

　　LoRa僅包含鏈路層協(xié)議，非常適用于節(jié)點間的P2P通信;LoRaWAN同時包含網絡層，可以將信息發(fā)送到任何已連接到云平臺的基站。同時LoRa模塊比LoRaWAN模塊便宜。

　　LoRaWAN是一個開放標準，它定義了基于LoRa芯片的LPWAN技術的通信協(xié)議。 LoRaWAN在數(shù)據(jù)鏈路層定義媒體訪問控制(MAC)，由LoRa聯(lián)盟維護。 LoRa和LoRaWAN之間的這種區(qū)別很重要，因為Link Labs等其他公司在LoRa芯片的頂部使用專有的MAC層來創(chuàng)建混合設計，在Link Labs案例中稱為Symphony Link。LoRaWAN是一種星型或對星型拓撲結構，星型拓撲通過網關將消息傳到中央服務器，每個末端節(jié)點將數(shù)據(jù)傳輸?shù)蕉鄠€網關，然后網關將數(shù)據(jù)發(fā)送到網絡服務器，在網絡服務器執(zhí)行冗余檢測、安全檢查和消息調度。

　　優(yōu)勢在于：

　　1. 更簡單地跟蹤：由于終端節(jié)點向多個網關發(fā)送數(shù)據(jù)，因此不需要網關到網關的通信，這簡化了終端節(jié)點移動跟蹤應用的邏輯。

　　2. 更好的公共網絡：這種不對稱的關系讓中央服務器來解決碰撞問題，所以LoRaWAN可能更適合部署在公共網絡。

　　LoRa網絡架構

　　LoRa網絡主要由終端(可內置LoRa模塊)、網關(或稱基站)、網絡服務器以及應用服務器組成。應用數(shù)據(jù)可雙向傳輸。

　　LoRaWAN網絡架構是一個典型的星形拓撲結構，在這個網絡架構中，LoRa網關是一個透明傳輸?shù)闹欣^，連接終端設備和后端中央服務器。終端設備采用單跳與一個或多個網關通信。所有的節(jié)點與網關之間均是雙向通信。

　　LoRa終端設備

　　LoRa的終端節(jié)點可以是各種設備，比如LoRa網關、LoRa閥門控制器、LoRa數(shù)傳模塊、LoRa測控終端、LoRa無線采集模塊等，共同構建基于LoRa通訊的無線網絡。

　　LoRa網絡將終端設備劃分成A/B/C三類：

　　ClassA：雙向通信終端設備。這類終端設備允許雙向通信，每一個終端設備上行傳輸會伴隨著兩個下行接收窗口。終端設備的傳輸時隙是基于其自身通信需求，其微調基于ALOHA協(xié)議。

　　ClassA設備的功耗最低，基站下行通信只能在終端上行通信之后。

　　ClassB：具有預設接收時隙的雙向通信終端設備。這一類的終端設備會在預設時間中開放多余的接收窗口，為了達到這一目的，終端設備會同步從網關接收一個Beacon，通過Beacon將基站與模塊的時間進行同步。

　　ClassB終端可以使基站知道終端正在接收數(shù)據(jù)。

　　ClassC：具有最大接收窗口的雙向通信終端設備。這一類的終端設備持續(xù)開放接收窗口，只在傳輸時關閉。

　　ClassC設備擁有最長的接收窗口，也最耗電。

　　什么是LoRa網關?

　　LoRa網關又稱LoRa基站，是一種利用LoRa無線調制技術實現(xiàn)遠距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W關設備。產品采用工業(yè)級32位專用網絡處理器和高速4G無線通信模塊設計，支持APN/VPDN無線專網，支持LoRaWAN通信規(guī)范，支持GPS高精度時鐘同步，具有多頻多- 通道并發(fā)處理能力。

　　LoRa網關位于LoRa星型網絡的核心，是終端與服務器(Server)之間的信息橋梁，是多通道收發(fā)器。 LoRa 網關有時稱為 LoRa 基站或 LoRa 集中器。盡管定義不同，但實際上它們的含義相同。

　　LoRa網關使用不同的擴頻因子，而兩組不同的擴頻因子是正交的，所以理論上可以在同一個無線信道中調制解調幾個不同擴頻因子的數(shù)據(jù)信號。網關與云服務器按照標準IP連接，終端按單跳與一個或多個網關通信。所有的終端通訊都是雙重通訊。此外，系統(tǒng)還對遠程控制和升級軟件進行了升級。

　　網關分類：當前網關的類型和定義不同。

　　例如，根據(jù)應用場景的不同，可以分為室內網關和室外網關;

　　按通信方式可分為全雙工網關和半雙工網關;

　　根據(jù)設計標準，可以分為完全兼容的LoRaWAN協(xié)議網關和非LoRaWAN協(xié)議網關。

　　(2)網關容量：網關容量是指網關在一定時間內接收數(shù)據(jù)包數(shù)量的能力。理論上，LoRa網關支持LoRaWAN大容量、組網靈活、低成本大規(guī)模項目部署等優(yōu)勢。 LoRa網絡可接入數(shù)千個節(jié)點，數(shù)量可根據(jù)項目需要靈活增減，網絡具有良好的可擴展性。元器件成本低，免通訊費，整體運營成本低，大型項目優(yōu)勢明顯。