Was ist LoRa Technologie

LoRa Technologie

Was ist LoRa?

LoRa-Technologie ist eine neue Art von Funkprotokoll ausgelegt genau für Langstrecken-Konnektivität und Low-Power-Kommunikation. LoRa steht für Long Range-Radio und es ist vor allem für das Internet der Dinge gezielt (IoT) und M2M-Netzwerke. Diese Technologie ermöglicht Multi-Tenant oder öffentliche Netzwerke eine Reihe von Anwendungen zu verbinden, die auf dem gleichen Netzwerk laufen.

LoRa Allianz wurde entwickelt LPWAN zu normalisieren (Low Power Wide Area Networks) für das Internet der Dinge. Eine LoRa Technologie und das offene Lora WAN-Protokoll ermöglichen intelligente IoT-Anwendungen, die einige der größten Herausforderungen für unseren Planeten lösen: natürliche Ressourcen Reduzierung, Umweltschutz, Katastrophenschutz, Energiemanagement, Infrastruktureffizienz, und mehr.

Jede einzelne LoRa Gateway hat die Fähigkeit, Millionen von Knoten zu handhaben bis. Die Signale können einen signifikanten Abstand erstrecken, was bedeutet, dass es weniger Struktur ist erforderlich, macht ein Netzwerk schneller und viel billiger Konstruktion zu implementieren.

LoRa verfügt außerdem über eine adaptive Datenrate Algorithmus, um die bestmögliche Nutzung der Knoten Netzwerkkapazität und Akkulaufzeit zu machen. Das LoRa Protokoll enthält eine Reihe von unterschiedlichen Schichten einschließlich Anwendungs- und Geräteebene für eine sichere Kommunikation, Verschlüsselung im Netzwerk.

LoRa Netzwerkarchitektur

Ein LoRa Netzwerk enthält mehrere Elemente:

  • Endpunkte

Die Endpunkte sind die Elemente des LoRa Netzwerk, in dem die Steuer- oder Sensor vorgenommen wird. Sie werden normalerweise entfernt aufge.

  • LoRa Gateway

Das Gateway empfängt die Infrastrukturen von den Endpunkten LoRa und dann überträgt sie auf das Backhaul-System. Dieser Teil des LoRa Netzwerk können zelluläre sein, Ethernet oder andere Telekommunikationsverbindung drahtlos oder verkabelt. Die Gateways sind mit dem Netzwerk-Server verbunden mit typischen IP-Verbindungen. Auf diese Weise verwendet die Daten, die ein typisches Protokoll kann aber zu jedem Telekommunikationsnetz angeschlossen werden, ob privat oder öffentlich. Im Hinblick auf die Gleichheit eines LoRa Netzwerk zu der eines zellulären einem, LoRaWAN Gateways können oft mit einer zellularen Basisstation zusammen gelegt werden. Auf diese Weise, sie sind in der Lage zusätzliche Kapazität auf dem Backhaul-Netzwerk zu verwenden,.

  • LoRa Network Server

Der Netzwerkserver LoRa gelingt es in dem Netzwerk und als Teil ihrer Funktion, es wirkt doppelte Pakete entfernen, passt sich Datenraten und Termine Quittierung. Bei der Beurteilung der Art und Weise, in der sie eingesetzt und angeschlossen wird, macht es sehr einfach, ein LoRa Netzwerk bereitstellen.

  • Entfernter Computer

Dann, ein Remote-Computer die Aktionen der Endpunkte steuern oder Daten von den Endpunkten sammeln – das LoRa Netzwerk ist fast durchscheinend.

Im Hinblick auf die authentische Architektur für das LoRa Netzwerk, die Knoten sind in der Regel in einer Stern-of-Sterne-Topologie mit Gateways einen durchsichtigen Brücke bilden. Diese Relais Nachrichten zwischen dem zentralen Netzwerk-Server und Endgeräte im Backend.

Mitteilung an Punkt Endknoten ist in der Regel bi-direktionale, aber es ist auch möglich, die Multicast-Betrieb zu unterstützen, und dies ist nützlich für Funktionen wie die gleichen oder andere Massenverteilung und Nachrichten, Software-Upgrades.

LoRa Technologie Grundlagen

Es gibt mehrere wichtige Elemente der LoRa Technologie. Einige der wichtigsten Funktionen gehören die folgenden:

  • Bis zu Millionen von Knoten
  • Lange Akkulaufzeit; in Ersatz von zehn Jahren
  • Langstrecken; 15-20 km.

Es gibt verschiedene Elemente zu LoRa Technologie, die die gesamte Konnektivität und Funktionalität.

LoRa Protokollstapel: LoRa Allianz definierte auch einen offenen Protokoll-Stack. Die Schaffung dieses Open-Source-Stack hat das Konzept der LoRa erlaubt wegen all der verschiedenen Arten von Unternehmen in LoRa Entwicklung beteiligt zu erhöhen, Einführung und Nutzung in der Lage gewesen, zusammen zu kommen, einen kostengünstigen und einfach zu erstellen, um alle Arten der angeschlossenen IoT-Geräte zu verwenden Lösung für die Konnektivität.

LoRa Netzwerk-Design: (LoRaWAN): Neben den HF-Elementen des drahtlosen Systems LoRa, gibt es einige andere Elemente der Netzwerkarchitektur, einschließlich des Vorhandenseins von gesamten Systemarchitektur, Server, Backhaul und die Anwendung Computer. Die Gesamtarchitektur wird häufig als LoRaWAN erwähnt.

LoRa PHY / RF-Schnittstelle: Die LoRa Bitübertragungsschicht PHY oder ist der Schlüssel für den Betrieb des Systems. Es regelt die Aspekte des HF-Signals, das zwischen den Knotenpunkten oder Endpunkten übertragen wird,, d.h.. LoRa Gateway und die Sensoren sind in denen Signale empfangen werden,. Die physikalische Schicht oder Funkschnittstelle regelt Aspekte des Signals, das das Modulationsformat, Leistungsstufen, Frequenzen, Signalisierung zwischen den Sende- und Empfangselementen, und andere verwandte Themen.

Merkmale von Lora Protocol

Die folgende Tabelle zeigt einige der wichtigsten Merkmale des LoRa Protokoll wie Modulation, Kapazität und Reichweite.

SpezifikationLoRa Eigenschaft
Angebot2-5Km Stadt (1.24-3.1 meine),
15Km Vorstadt (9.3 meine)
FrequenzISM 868/915 MHz
StandardIEEE 802.15.4g
ModulationModulationsart Streuspektrum basierend auf Impulsen, die FM abweichen.
KapazitätEin LoRa Gateway nimmt Tausende von Knoten
BatterieLange Akkulaufzeit
LoRa BitübertragungsschichtFrequenz, Leistung, Modulations- und Signalisierung zwischen Knoten und Gateways

LoRa Netzwerk-Sicherheit

LoRa Technologie Recurity

Die Frage der Netzsicherheit wird allmählich wichtig. Als solche LoRa Netzwerke ein hohes Maß an Sicherheit erfordern die Probleme irgendwelcher Systeme zu verhindern.

Um die erforderlichen Sicherheitsstufen für LoRa Netzwerke zu erreichen, mehr Schichten von Verschlüsselung verwendet wurden,:

  • Gerätespezifische Schlüssel (EUI128).
  • Der einzigartige Netzwerkschlüssel (EUI64) garantiert Sicherheit auf Netzwerkebene.
  • Einzigartige Anwendungstaste (EUI64) zertifizieren End-Sicherheit zu beenden.

diese Schichten von Verschlüsselung sorgt dafür, dass das LoRa Netzwerk bleibt geeigneten sicheren.

LoRa Anwendungen

LoRa drahtlose Technologie wird vorzugsweise platziert in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden,.

Die Langstrecken-und Low-Power-Funktionen bedeuten, dass Endpunkte können in einer Vielzahl von Orten eingesetzt werden, außerhalb und innerhalb von Gebäuden und hat immer noch die Möglichkeit, mit dem Gateway kommunizieren können.

Da das System einfach zu implementieren und es kann für eine große Anzahl von IoT verwendet werden, Internet Things, und Maschine zu Maschine, Anwendungen, M2M.

Anwendungen für LoRa Wireless-Technologie umfassen Inventar-Tracking, Smart Metering, Automatendaten und Überwachungs; Utility-Anwendungen; Automobilindustrie, etc. Eigentlich, überall, wo die Steuerung und Datenübermittlung erforderlich sein.

LoRa Technologie ist vor allem attraktiv für viele Anwendungen aufgrund ihrer weiträumigen Fähigkeit. Die Abdeckung ist einfach und Neue Knoten können problemlos angeschlossen werden zur Verfügung zu stellen und aktiviert.

LoRa Devices

Pico- & Gateways: Sensoren capture dann Daten-Gateways über Entfernungen übertragen, die nah und fern sind, Außen- und Innen, mit dem geringsten Leistungsbedarf

-Transceiver & Endknoten: Transceiver konfiguriert mit LoRa Technologie sind in Sensorvorrichtungen oder Endknoten festen, für eine Anordnung von Industrie-Anwendungen entworfen.

LoRa Modulation:

LoRa Technologie ist die drahtlose Modulation oder physikalische (PHY) Siliziumschicht, verwendet, um die Langstreckenkommunikationsverbindung zu schaffen,.

LoRa Bitübertragungsschicht verwendet eine Form von Spreizspektrummodulation. Das LoRa Modulationssystem verwendet breitbandigen linearen frequenzgesteuerten Impulsen. Die Höhe der Frequenzzunahme oder Abnahme über die Zeit wird verwendet, um die Daten zu codieren, zu übertragen, sowie; eine Form der Chirp-Modulation.

Diese Art der Modulation ermöglicht LoRa drahtlose Systeme Signale zu demodulieren, die 20 dB unterhalb des Störpegels sind, wenn die Demodulation mit Weiterleitungsfehlerkorrektur kombiniert wird,, FEC. Im Vergleich zu einem herkömmlichen FSK-System; das Link-Budget für ein LoRa System kann eine Verbesserung von mehr als 25 dB liefern.

Als Ergebnis der dem Punkt, dass das Getriebe in einer pseudo-zufälligen Weise verteilt ist, es kann schwierig sein, für Nicht-Lora Benutzer und ähnlichen Störungen zu erkennen. Dies kann in der Sicherheit des Systems unterstützen.

Ein weiterer Vorteil des Systems besteht darin, dass die Chirp-Modulation und das System, im Allgemeinen, ist tolerant von Frequenzversätzen und als Ergebnis, es ist möglich, eine Basisquarzoszillator mit einem verwenden 20-30 ppm Akzeptanz eher als eine Temperatur, die Zahlung Oszillator, TCXO. Dies kann einige gute Kosteneinsparungen innerhalb des Knotens elektronische Schaltung liefern.

LoRaWAN:

inzwischen, LoRa beschreibt die untere physikalische Schicht, die oberen Schichten Vernetzung fehlten. LoRaWAN ist eine der zahlreichen Protokolle, die die oberen Schichten des Netzes zu beschreiben entwickelt wurden. LoRaWAN ist eine Cloud-Medienzugangssteuerung (MAC) aber Schichtprotokoll wirkt hauptsächlich als Netzwerk-Layer-Protokoll zur Verwaltung der Kommunikation zwischen Endknoten-Geräten und LPWAN Gateways, als Lenkungsprotokoll, von der LoRa Allianz aufrechterhalten. LoRaWAN Spezifikation Version 1.0 wurde am Juni veröffentlicht 2015.

LoRaWAN definiert die Systemarchitektur und Kommunikationsprotokoll für das Netzwerk, während die LoRa Bitübertragungsschicht ermöglicht die Kommunikationsverbindung langreichweitige. LoRaWAN ist auch verantwortlich für die Datenrate der Verwaltung, Leistung für alle Geräte und Kommunikationsfrequenzen. Geräte im Netzwerk übertragen, wenn sie Daten senden. Tragenen Daten von einem Endknoten Vorrichtung durch mehrere Gateways empfangen, die nach vorne um die Datenpaketen an einen zentralen Netzwerk-Server. Die Server-Filter duplizieren die Pakete, führt Sicherheitsüberprüfungen, und verwaltet das Netzwerk. Die Daten werden dann auf Anwendungsservern gefördert. Die Technologie zeigt eine hohe Konsistenz für die bescheidene Last; jedoch, es hat einige Performance-Probleme auf dem Senden Bestätigungen im Zusammenhang

Lora Allianz

Wie bei vielen anderen Systemen, ein Gremium der Industrie wurde eingerichtet, um das LoRa Wireless-System für die gesamte Branche der LoRa Allianz genannt zu entwickeln, dann fördern. Es wurde im März ins Leben gerufen 2015. Da die Allianz Staaten, es wurde für die sicheren ein offenen, globalen Standards zu schaffen, einrichten, Carrier-Grade IoT LPWAN Konnektivität.

Obwohl LoRa wurde im Wesentlichen von Semtech entwickelt, Eröffnung er Standard heraus aktiviert werden, damit durch eine große Zahl von Unternehmen angenommen werden, dadurch wächst das Ökosystem und deutlich größeres Engagement zu gewinnen, eine breitere Palette von Produkten und eine allgemeine Steigerung der Nutzung und Akzeptanz.

Die Gründungsmitglieder der LoRa Allianz gehören Actility, Cisco, EOLANE, IBM, Kerlink, IMST, MultiTech, Sagemcom, Semtech, und Microchip Technology, sowie Blei Telekom-Betreiber: Bouygues Telecom, KPN, SingTel, Proximus, Swisscom, und FastNet (Teil Telkom South Africa).