LoRaは、低電力ワイドエリアネットワークのオープン無線規格です。 (LPWAN) 少量のデータのみ. したがって、長距離に適しています.
はどうかと言うと LoRaWAN, LoRaに基づく無線ネットワークの名前です. LoRaおよびライセンスフリーのISM帯域の周波数帯域を使用. これは、LoRaWANが、中央ネットワーク事業者による従来のモバイルネットワークの代替または補足になる可能性があることを意味します. そのうえ, LoRaWANは、従来のモバイル通信と区別するために0Gネットワークとも呼ばれます。.
LoRaはオープンラジオ規格なので, 誰でもLoRaWANを双方向通信を備えたIoTまたはM2Mネットワークとしてセットアップしたり、コミュニティベースのソリューションを使用したりできます.
注意: アメリカのLoRaWANはヨーロッパのLoRaWANとは異なります. これは、伝送速度に影響を与え、したがってエネルギー消費にも影響を与えます。.
特徴
•接続: アップリンク指向, 双方向, 確認モードが可能
•変調: チャープスペクトラム拡散とFSK
•ネットワークアーキテクチャ: エンドデバイスはゲートウェイと通信します, データパケットをサーバーに送信します. サーバーには、IoTプラットフォームおよびアプリケーションに接続するためのインターフェースがあります.
•周波数範囲: 868 MHz (863–870 MHz, いくつかのサブバンドに分割) ヨーロッパと 915 米国のMHz. チャネルの使用期間は、多くの国の規制によって制限されています (デューティサイクル).
• 範囲: 地形に応じて, まで 2 都市部および最大でkm 15 農村地域のkm. 建物への良好な浸透が達成されます.
• エネルギー消費: の間に 10 mAと 100 スリープモードのnA. アプリケーションに応じて, バッテリーの寿命は 2 に 15 年.
•無線チャネル帯域幅: 125 kHz
•感度: -137 dBm
•送信電力: +20 dBmまたは最大 25 mW
•データパケット: 私: 最高. 51 バイト / 米国: 最高. 11 パケットあたりのユーザーデータのバイト
• 転送速度: の間に 250 ビット / 砂 50 キロビット / s
伝送技術
データ転送とエネルギー消費の高効率を達成するため, LoRaWANは周波数スプレッドを使用します. これにより、干渉を大幅に回避し、狭帯域干渉を回避できます。.
送信方法は “チャープスペクトラム拡散”. そして、信号の送信は一種のチャープとして行われます. その後, チャープパルスは広い周波数範囲に広がります. 帯域幅は、オプションで高データレートまたは堅牢な伝送に使用できます. 拡散率と帯域幅によって、データレートの高さと受信の確率の高さが決まります。.
異なる拡散係数で変調され、同じ周波数チャネルで送信される信号は、互いに干渉しません。. 拡散係数の直交性により、同じチャネルで複数のエンドデバイスを同時に送信できます。.
LoRa信号は、帯域内および帯域外干渉に対して非常に堅牢です。. マルチパス受信またはフェージングに対する感度が低いため、都市部での長距離が保証されます.
LoRaWANネットワークアーキテクチャ
LoRaWANネットワークアーキテクチャは、センサーとアクチュエーターの形をした多くのエンドデバイスで構成されています, いくつかのゲートウェイと中央ネットワークサーバー. 端末デバイスはゲートウェイと通信します. ゲートウェイはネットワークサーバーに接続します. 次に、ネットワークサーバーはさまざまなプロトコルを介して通信します (例えば. 残り, MQTT, 等) 動作するアプリケーションで, 例えば, クラウド内のアプリケーションとして.
LoRaWANで, ゲートウェイは、での無線信号の受信機です。 868 MHz. ここで、LoRaチップはチャープ信号を受信します. ゲートウェイについて, 一方, インターネットに接続する.
LoRaWANのゲートウェイは、理想的には緊密なネットワークを形成し、世界中に分散できます。.
メッセージは1つ以上のゲートウェイで受信できます. ゲートウェイは、それ以上の介入なしにこれらをネットワークサーバーに転送します.
LoRaWANで, ネットワークサーバーは、送信者を識別し、パッケージをアプリケーションサーバーに転送する責任があります.
ネットワークサーバーは, とりわけ, メッセージがアプリケーションサーバーに1回だけ到着すること, 受信したゲートウェイの数に関係なく.
プライベートネットワークまたはコミュニティネットワーク
基本的に誰もが自分のLoRaWANを操作できます. LoRaは割り当てられていない周波数範囲で動作するため, 周波数のライセンス費用は必要ありません.
限られたエリアにLoRaWANをセットアップするだけでよい場合, 独自のゲートウェイとサーバーの操作は理にかなっています.
しかしながら, 広域無線ネットワークに依存している場合, 連絡することもできます MOKOSmart, 独自のゲートウェイのみを運用しています, インターネット経由でサーバーと通信します. セキュリティに関して, 受信したデータパケットとアプリケーションサーバーを配信するには、ネットワークサーバーを信頼するだけです。, コンテンツを復号化できます.
範囲
LoRaの感度は -137 dBm, これにより、ネットワークの可用性が向上します. 信号は問題なく建物の壁を透過し、地下室やその他のいわゆる深い屋内の場所にも到達できます。.
送信機と受信機の間の距離はおよそです 3 km (市), 約. 6 km (郊外) とまで 13 km (農村部) 周囲や市街地に応じて.
LoRa送信機と受信機の間の距離は拡散係数に依存します, 帯域幅, LoRaチップの選択された送信電力と使用されるアンテナ.
転送速度
バッテリー寿命を最大化し、ネットワーク全体の容量を制御するには (規制要件による制限), LoRaは、適応データレートを使用してデータレートとRF出力を個別に制御します (ADR) エンドデバイスごとに.
端末とゲートウェイ間の通信は、異なるデータレートの異なる周波数チャネルで行われます。. データの範囲は 0. 3 に 50 キロビット/秒. 物理的なパッケージサイズは 64 バイト. 13 ヘッダーにはバイトが必要です. これは去ります 51 ユーザーデータのバイト.
注意: 米国では, チャネル時間の上限は 400 ミリ秒. これは、最大で 11 パケットごとにバイトのユーザーデータを送信できます.
SF12 (拡散係数) で 125 kHz (帯域幅) 達成するだけ 250 ビット / s (データレート). 受信機は、信号とノイズを比較的簡単に区別できるため、チャープパルスを知覚する可能性が非常に高くなります。.
最速の指定された組み合わせはSF7です 250 kHz帯域幅. これはにつながります 11,000 bps.
消費電力
LoRa変調プロセスにより、送信機による最小の消費電力で最適な送信電力が可能になります. 低エネルギー消費により、最大で最大のバッテリー寿命が可能になります 15 年.
これにより、取り扱いが簡単になり、個別の電源が不要になるため安価になります。.
デバイスのクラス
LoRaは異なるデバイスクラスを区別します, これにより、モノのインターネットのアプリケーションにとって興味深いのはクラスAだけです。. また、エンドデバイスはバッテリー節約状態にあり、状態が変化したときに短時間だけ送信します. この間のみ端末に送信できます.
無線モジュールと一緒に, これらのエンドデバイスは、その単純さのために非常に安価であり、高い需要をカバーするのにも適しています.
この期間外にデバイスもアドレス指定できる場合, デバイスクラスBまたはCを実際に選択する必要があります, 消費電力が大幅に増加し、, ネットワークに応じて, まったくサポートされていません.
用途
LoRaは主に静的センサーアプリケーション用に作られています. 典型的なアプリケーションには録音が含まれます, ステータス情報の照会と交換. センサーを任意の場所に配置, 情報を特定または取得できます, アプリケーションに簡単に統合できます.
1. スマートホーム
2. スマートシティ
3. スマートファクトリー
4. スマートファーミング
5. スマートトランスポート
