聊聊物联网领域的新贵LoRa(1)

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1.什么是LoRaWAN

说到LoRa就必须先提到它的通信方式LoRaWAN。按照LoRa联盟官方白皮书《what is LoRaWAN》(什么是LoRaWAN)的介绍,LoRaWAN是为LoRa远距离通信网络设计的一套通讯协议和系统架构。

另外官方提供了这张略偏技术的协议层次图,各位看官大体感受下。

图1:协议层次图

LoRaWAN在协议和网络架构的设计上,充分考虑了节点功耗,网络容量,QoS,安全性和网络应用多样性等几个因素。经过接下来的这些内容,将会对开头这段介绍有更深刻的体会。

2 背后的利益集团 – LoRa联盟

和LoRa相爱相杀的 NB-IoT 出自于全球标准化组织 3GPP ,由大名鼎鼎的ETSI(欧洲电信标准化委员会)、日本ARIB(无线行业企业协会)和TTC(电信技术委员会)、CCSA(中国通信标准化协会)、韩国TTA(电信技术协会)和北美ATIS(世界无线通讯解决方案联盟)等等组成。

相比于 3GPP 的根正苗红,LoRaWAN 背后的LoRa联盟则势力弱了一些。从协议的封面可以看到作者是来自于3个董事会成员公司: N. Sornin (Semtech), M. Luis (Semtech), T. Eirich (IBM), T. Kramp (IBM), O.Hersent (Actility)。

图2:LoRa联盟

我们知道每一项技术的推广,都伴随着利益的推动。虽然组织和联盟都是非盈利性组织,但是旗下的企业成员都不是一心来做公益的。从企业角度来讲,花5W去投入做的事情,注定是抱着撬动至少50W美金的预期去做的。

LoRa联盟于2015年上半年由思科(Cisco)、IBM和升特(Semtech)等多家厂商共同发起创立,截止2018年有400+的成员,董事会成员中也有不少大企业,大家共同为瓜分未来低功耗广域网的蛋糕而抱团努力着。这是我做的一个表格,收集了现阶段愿意交纳50000美元会费的19个董事会成员,你可以看到这些企业的宏愿。

3. LoRaWAN 网络架构

在前面部分了解了LoRaWAN是什么之后,我们具体从技术角度做些了解。如下是LoRa联盟官方白皮书中的网络架构图。

图3:LoRaWAN 网络架构

可以看到一个LoRaWAN网络架构中包含了终端、基站、NS(网络服务器)、应用服务器这四个部分。基站和终端之间采用星型网络拓扑,由于LoRa的长距离特性,它们之间得以使用单跳传输。在终端部分官方列了6个典型应用,有个细节,你会发现终端节点可以同时发给多个基站。基站则对NS和终端之间的LoRaWAN协议数据做转发处理,将LoRaWAN数据分别承载在了LoRa射频传输和TCP/IP上。

下面结合下行业生态再来看下这个网络架构,大家可以有更深的认知。图来自ST的LoRa白皮书《IoT connectivity made easier STM32 MCUs & LoRa》。

图4:行业生态

下期,我们将就LoRaWAN及其协议展开讨论,敬请期待!

文章转载自:无线电杂志

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