LoRa – Une norme radio ouverte de LPWAN

LoRa - Une norme radio ouverte de LPWAN

LoRa est une norme radio ouverte d'une faible puissance Wide Area Network (LPWAN) pour que de petites quantités de données. Par conséquent, il convient à une longue portée.

Pour ce qui est de lorawan, il est le nom d'un réseau radio basé sur LoRa. LoRa et utilise des bandes de fréquences des bandes ISM sans licence. Cela signifie qu'un lorawan peut être une alternative ou un complément au réseau mobile traditionnel avec un opérateur de réseau central. Quoi de plus, un lorawan est également appelé réseau 0G pour le différencier des communications mobiles traditionnels.

Depuis LoRa est une norme radio ouverte, tout le monde peut mettre en place un lorawan en tant que réseau IdO ou M2M avec une communication bidirectionnelle ou utiliser une solution à base communautaire.

Remarque: Américain lorawan est différent de lorawan européenne. Cela a un impact sur le taux de transmission et donc sur la consommation d'énergie.

Caractéristiques

• Lien: Uplink orienté, bidirectionnelle, mode d'acquittement possible

• modulation: Chirp d'étalement du spectre et FSK

• Architecture de réseau: Les dispositifs d'extrémité communiquent avec les passerelles, qui transmettent des paquets de données à un serveur. Le serveur dispose d'interfaces pour la connexion à des plates-formes et d'applications IdO.

• Les plages de fréquences: 868 MHz (863-870 MHz, divisé en plusieurs sous-bandes) en Europe et 915 MHz aux Etats-Unis. La période d'utilisation du canal est limité par la réglementation dans de nombreux pays (cycle de service).

• Intervalle: En fonction de la topographie, Jusqu'à 2 km dans les zones urbaines et jusqu'à 15 km dans les zones rurales. Bonne pénétration des bâtiments est atteint.

• Consommation d'énergie: Entre 10 mA et 100 nA en mode veille. En fonction de l'application, la durée de vie de la batterie est 2 à 15 années.

• la bande passante du canal radio: 125 kHz

• Sensibilité: -137 dBm

• Puissance de transmission: +20 dBm ou un maximum de 25 mW

• paquets de données: États-Unis: max. 51 octets / Etats-Unis: max. 11 octets de données d'utilisateur par paquet

• Taux de transfert: Entre 250 bit / le sable 50 kbits / s

technologie de transmission

LoRa technologie de transmission

Pour obtenir une efficacité élevée dans le transfert de données et la consommation d'énergie, Lorawan utilise un écart de fréquence. Il permet des interférences à éviter en grande partie et de l'interférence à bande étroite à éviter.

Le procédé de transmission est appelée “Chirp Spread Spectrum”. Et la transmission du signal se produit comme une sorte de gazouillis. ensuite, la dérive de fréquence est étalée sur une large plage de fréquences. La largeur de bande peut éventuellement être utilisé pour un débit de données élevé ou une transmission robuste. Le facteur d'étalement et la bande passante déterminent la hauteur du débit de données peut être et à quelle hauteur la probabilité de réception est.

Les signaux qui sont modulés avec des facteurs d'étalement différents et transmis sur le même canal de fréquence ne gênent pas les uns avec les autres. L'orthogonalité des facteurs d'étalement permet la transmission simultanée de plusieurs dispositifs terminaux sur le même canal.

Les signaux Lora sont très robustes contre in-band et out-of-band interférence. Leur manque de sensibilité à la réception multivoie ou fading assure une longue portée dans les zones urbaines.

Lorawan Network Architecture

L'architecture de réseau lorawan se compose de nombreux terminaux sous forme de capteurs et d'actionneurs, plusieurs portes d'entrée et un serveur de réseau central. Le dispositif terminal communique avec la passerelle. La passerelle se connecte au serveur de réseau. Ensuite, le serveur de réseau communique via différents protocoles (par exemple. DU REPOS, MQTT, etc.) avec une application qui est exploité, par exemple, comme une application dans le nuage.

Dans un lorawan, passerelles sont les récepteurs pour des signaux radio à 868 MHz. Ici, les puces Lora reçoivent les signaux chirp. En ce qui concerne les passerelles, d'autre part, connecter à Internet.

Les portes d'entrée d'un lorawan forment idéalement un réseau très uni et peuvent être distribués partout dans le monde.

Un message peut être reçu par une ou plusieurs passerelles. Les portes d'entrée les transmettre au serveur de réseau sans intervention.

Dans un lorawan, les serveurs de réseau sont chargés d'identifier l'expéditeur et transmettre le paquet à un serveur d'application.

Le serveur assure réseau, entre autres, qu'un message arrive qu'une seule fois sur le serveur d'application, quel que soit le nombre de portes d'entrée ont reçu.

Privé ou réseau communautaire

Fondamentalement, tout le monde peut fonctionner leur propre lorawan. Depuis LoRa fonctionne dans la gamme de fréquences non attribuées, aucun frais de licence pour les fréquences sont nécessaires.

Si vous avez seulement à mettre en place un lorawan dans une zone limitée, le fonctionnement de vos propres passerelles et les serveurs peuvent faire sens.

pourtant, si vous êtes dépendant d'un réseau radio étendu, vous pouvez également contacter MOKOSmart, nous exploitons seulement notre propre passerelle, qui parle aux serveurs sur Internet. En ce qui concerne la sécurité, il suffit de faire confiance au serveur de réseau pour fournir les paquets de données reçus et le serveur d'application, qui peut déchiffrer le contenu.

Gamme

LoRa a une sensibilité élevée -137 dBm, ce qui augmente la disponibilité du réseau. Les signaux pénètrent les murs bâtiment sans aucun problème et peuvent également accéder à des caves ou d'autres soi-disant lieux profonds à l'intérieur.

La distance entre l'émetteur et le récepteur est d'environ 3 km (ville), environ. 6 km (banlieue) et jusqu'à 13 km (zones rurales) en fonction de l'environnement et des agglomérations.

La distance entre l'émetteur et le récepteur LoRa dépend du facteur d'étalement, la bande passante, la puissance de transmission sélectionnée de la puce et l'antenne LoRa utilisé.

Taux de transfert

Pour optimiser l'autonomie de la batterie et contrôler la capacité globale du réseau (limité par les exigences réglementaires), LoRa contrôle le débit de données et de sortie RF individuellement en utilisant le débit de données d'adaptation (ADR) pour chaque dispositif d'extrémité.

La communication entre le terminal et la passerelle se déroule sur différents canaux de fréquences avec des débits de données différents. La plage de données est 0. 3 à 50 kbit / s. La taille de l'emballage physique est 64 octets. 13 octets sont nécessaires pour l'en-tête. cette feuille 51 octets pour les données d'utilisateur.

Remarque: aux Etats-Unis, temps canal est limité à 400 millisecondes. Cela signifie que seulement un maximum de 11 octets de données utilisateur peuvent être transmises par paquet.

le SF12 (facteur d'étalement) à 125 kHz (bande passante) seulement permette d'obtenir 250 bit / s (débit de données). Le récepteur est très susceptible de percevoir l'impulsion de gazouillement, car il est relativement facile pour elle de distinguer les signaux du bruit.

La combinaison la plus rapide spécifiée est SF7 à 250 kHz bande passante. Cela mène à 11,000 points de base.

Consommation d'énergie

Le processus de modulation LoRa permet la puissance de transmission optimale avec la plus faible consommation d'énergie possible par l'émetteur. La faible consommation d'énergie permet à la vie de la batterie jusqu'à 15 années.

Cela simplifie la manipulation et est peu coûteux car aucune alimentation séparée est nécessaire.

Classes de périphériques

LoRa différencie entre les différentes classes de périphériques, où seule classe A est intéressante pour des applications dans l'Internet des objets. Et le dispositif final est dans un état d'économie de batterie et ne transmet que brièvement lorsque les changements d'état. Quelque chose ne peut être envoyé au terminal pendant cette période.

Conjointement avec le module radio, ces dispositifs finaux sont très bon marché en raison de leur simplicité et sont également appropriés pour couvrir une forte demande.

Si les appareils peuvent également être traités en dehors de cette période, doivent effectivement être sélectionnés dispositif de classe B ou C, ce qui augmente considérablement la consommation d'énergie et, selon le réseau, est pas pris en charge du tout.

Applications

LoRa est principalement fait pour les applications de capteurs statiques. Les applications typiques comprennent l'enregistrement, l'interrogation et l'échange d'informations d'état. Avec des capteurs situés à un endroit, l'information peut être déterminée ou obtenue, qui peut être facilement intégré dans une application.

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