LoRaWAN: 시장에서 가장 재미있는 만약 IoT 기술 중 하나!

LoRaWAN: 시장에서 가장 재미있는 만약 IoT 기술 중 하나

당신은 네트워크에 연결된 장치로 작업하는 경우, 당신은 한 번에 또는 다른에서 LoRaWAN의 들어있을 수 있습니다. 그것은 장거리 네트워크 프로토콜입니다. 그것은 인터넷과 낮은 에너지 소비도 이상 더 범위를 사물의 네트워킹을 가능하게. 이 해결할 수있는 문제 사물의 인터넷에서 응용 프로그램이 지금까지 직면하는 가장 큰 문제 중 하나. 센서 네트워크를위한 5 년 최대의 배터리 수명과 낮은 유지 보수 비용으로, LoRaWAN은 새로운 애플리케이션의 다양한 사용할 수 있습니다.

이렇게하면 LoRaWAN가 무엇을 할 수 있는지에 대한 간략한 개요를 제공합니다. 이 글에서, 우리는 구조를 살펴볼, 핵심 기술의 주요 특징, 그것이 사용되는 최신 사용 사례를.

LoRaWAN 기술은 무엇입니까?

이 기술의 좋은 점은이 개방형 표준을 기반으로한다는 것입니다. 그것은 ISM 주파수 대역의 일부로서 무면허 스펙트럼 사용 (“산업의, 과학적인, 의료”, 독일 사람: 산업, 과학 및 의학). 유럽에서, LoRaWAN 사용하는 868 MHz 주파수 범위, 동안 미국에서 915 MHz 주파수 대역이 해제된다. 비허가 스펙트럼을 사용하여, 설정하고 자신의 네트워크를 사용하는 것은 매우 쉽습니다. 많은 통신 사업자가 이미 LoRaWAN를 사용하여 전세계 수많은 국가에서의 서비스 제공의 일환으로 기술을 제공하고 있습니다. 컴캐스트, KPN, 주황색, SK 텔레콤과 다른 많은 업체가 적극적으로 시장에서 대규모 출시를 구현. 그것은 다른 사업자의 네트워크와 호환하기 때문에이 차종은 기술로 더욱 흥미 LoRaWAN – 크고 작은.

LoRaWAN 표준은 로라 연합에 의해 모니터링, 한 차례 이상 구성 500 구성 요소의 프로토콜 및 정렬 많은 지원 회원, 제작품, 및 LoRaWAN와 서비스. 이 같은 회사를 포함 MOKOSMART, 팔, 시스코, 마이크로 칩, 및 ST.

무엇 LoRaWAN에서 로라를 구별?

로라의 정의와하자의 시작 – 무엇 정확히 무엇이며 어떻게하면 LoRaWAN에서 그것을 다른? 로라는 Wi-Fi 접속 또는 WLAN과 같은 일반적인 기술을 무선 기술과 유사한, 블루투스, LTE, 및 지그비 (Zigbee). 하나, 기술은 종종 모든 요구 사항을 포함하지 않습니다, 이는 사용자가 타협을 수용해야 함을 의미. 로라는 낮은 비용에 대한 수요를 충족, 긴 범위에서 데이터를 전송할 수있는 배터리 구동 장치. 하나, 로라 큰 대역폭을 통해 데이터의 전송을위한 적절한 해결책이 아니다. 로라는 변환 데이터를 전자파로 전송되도록하는 기술. 이 기술은 또한, 첩 스펙트럼 확산라고도,그것은 수십 년 동안 군사 및 우주 통신에 사용되어왔다. 이것은 긴 통신 거리와 간섭의 낮은 민감성에 기인.

LoRaWAN, 다른 한편으로는, 고성능 로라의 네트워크를위한 MAC 프로토콜은 사물의 인터넷을 기반으로 노드들, 긴 범위를 커버하고 낮은 에너지 요구 사항이있는. 그것은 로라의 장점은 위에서 설명한 사용하고 로라 노드의 배터리 수명과 서비스 품질을 최적화. 이 프로토콜은 완전 양방향, 이는 신뢰할 수있는 메시지 전송을 보장합니다 (확인). 엔드 - 투 - 엔드 암호화는 보안 및 데이터 보호 목적으로 만 제공됩니다, 공중파 미주 멀티 캐스트 기능 등록. 이 표준은 또한 전 세계 LoRaWAN 네트워크와의 호환성을 보장합니다.

LoRaWAN 아키텍처는 주로 네 가지 요소로 구성:

• 최종 노드

• 게이트웨이 (기지국 / 라우터)

• 네트워크 서버

• 응용 프로그램 서버

최종 노드

최종 노드는 센서 기능이 탑재되어 실제 하드웨어 장치입니다, 컴퓨팅 파워의 일정량과의 무선 신호로 데이터를 변환하는 라디오 모듈. 이들 단말 장치는 게이트웨이로 데이터를 전송하고 또한 수신 할. 비록 작은 배터리, 그들은 최적화 에너지 소비에 깊은 수면 모드로 전환하는 경우 그들은 몇 년을 지속 할 수있다.

장치 게이트웨이에 메시지를 전송하면, 이은으로 알려져 “업 링크”. 단말기가 게이트웨이로부터 수신 한 응답은 호출 “다운 링크”. 이 기초, 구별은 단말 장치의 세 가지 유형간에 이루어진다:

• 클래스 A

• 클래스 B

• 클래스 C

클래스 A 장치는 다른 두 클래스에 비해 낮은 에너지 소비가. 하나, 그들이 업 링크를 전송 한 경우 이러한에만 다운 링크를받을 수 있습니다. 클래스 A 장치는 시간 기반 간격으로 데이터의 전송에 적합 (예컨대. ...마다 15 의사록) 또는 장치에 대한 송신 데이터 이벤트를 기반으로한다는 (예컨대. 온도를 초과하는 경우 21 도 이하 폭포 19 도).

클래스 B의 최종 노드는 클래스 A 이상의 다운 링크에 대한 더 많은 메시지 슬롯 수. 이 메시지 대기 시간을 줄일뿐만 아니라 적은 에너지 효율적이다.

드디어, 클래스 C는 장치가 업 링크 메시지를 송신 할 때 진행중인 만 닫혀 수신 윈도우 갖는다. 따라서, 이 가장 에너지 효율적인 변형입니다, 이는 종종 작동 정전류 소스를 필요.

게이트웨이

게이트웨이는 모뎀이나 액세스 포인트로 알려져 있습니다. 게이트웨이는 또한 단말 장치에서 모든 LoRaWAN 메시지를 수신하는 하드웨어 장치. 이러한 메시지는 다음 종래 IP 네트워크를 통해 전송 될 수있는 비트의 배열로 변환. 게이트웨이는 모든 메시지를 전송하여 네트워크 서버에 연결된.

게이트웨이는 투명하고 컴퓨팅 능력이 제한. 더 복잡한 작업은 네트워크 서버에서 수행. 사용 및 유형에 따라, 게이트웨이는 두 가지 버전에서 사용할 수 있습니다:

실내 사용을위한 게이트웨이, 예컨대. MKGW2-LW, MOKOSMART.

네트워크 서버

게이트웨이의 모든 메시지는 네트워크 서버로 전달됩니다. 프로세스를 처리하는 더 복잡한 데이터가 발생하는 곳이다. 네트워크 서버에 대한 책임:

1. 라우팅 / 우측 응용 프로그램에 메시지를 전달;

2. 다운 링크 메시지에 대한 최적의 게이트웨이의 선택. 이 결정은 일반적으로 링크 품질 지표에 기초한다, 차례로 RSSI를 통해 계산되는 (수신 신호 강도 표시) 그리고 SNR (신호 대 잡음 비) of packets that were previously received;

3. 여러 게이트웨이에서 수신 할 때 중복 메시지 제거;

4. 끝 노드와 암호화 된 메시지에서 보낸 메시지의 암호를 해독하면 노드로 다시 전송;

5. 게이트웨이는 일반적으로 암호화 된 인터넷 프로토콜의 네트워크 서버에 연결 (IP) 링크. 네트워크는 일반적으로 게이트웨이를 관리하는 네트워크 제공 가능하게하는 게이트웨이를 시운전 및 모니터링 인터페이스를 포함, 구제 오류, 모니터 경보, 기타. …

응용 프로그램 서버

응용 프로그램 서버는 만약 IoT 응용 프로그램의 위치입니다 – 이 단말 장치를 이용하여 캡쳐 된 데이터에 특히 유용. 대부분의 경우에, 응용 프로그램 서버는 개인 또는 공용 클라우드를 통해 실행, LoRaWAN 네트워크 서버와 핸들 애플리케이션 특화 처리에 연결된. 애플리케이션 서버와의 인터페이스는 네트워크 서버에 의해 제어되고.

• LoRaWAN 기능

• 양방향 통신

또한 단말 캔 송신 게이트웨이로 데이터 및 설정에 따라 나타날. 이러한 설정은 응용 프로그램 내에서 호출 할 수 있습니다.

현지화

LoRaWAN의 흥미로운 기능은 GPS를위한 필요없이 지역화입니다. 그것은 배터리 효율적이고 종래의 방법보다 저렴하게 유지 될 수 있기 때문에이 추적 시스템 및 센서에 특히 유용.

확장 성

LoRaWAN는 수천 개의 장치가 게이트웨이의 관리 번호와 네트워크로 연결되는 대규모의 IoT 배포를 위해 설계되었습니다. 이 게이트웨이는 여러 채널을 모니터링하고 동시에 여러 메시지를 처리 ​​할 수.

LoRaWAN의 또 다른 중요한 속성은 데이터가 전송 될 수있는 속도입니다. 전송에 사용할 수있는 다른 데이터 요금이 있습니다. 이들은 또한 요인을 확산라고 (SF). 느린 전송은 더 이상 더 신뢰할 수있는 범위를 수.

예를 들면, 당신은 당신에게 매우 가까운 사람에게 이야기하고 상상. 당신은이 상황에서 매우 신속하게 말할 수있는 당신의 상대는 당신이 말하는 모든 것을 이해. 당신이 누군가에게 말할 때 누구는 거리가 멀다, 당신은 이해하기가 훨씬 느린 말을해야. 이 원칙은 또한 LoRaWAN 프로토콜에 적용.

적응 형 데이터 속도

LoRaWAN로, 장치가 데이터를 전송하는 네트워크가 자동으로 속도를 최적화 할 수있다. 이 기능은 적응 형 데이터 속도라고합니다 (또는 ADR) 및 LoRaWAN 네트워크의 용량을 증가시키기 위해 특히 중요. ADR은 우리가 쉽게 다른 게이트웨이를 추가하여 네트워크를 확장 할 수 있습니다. 이 게이트웨이 때문에, 많은 끝 장치는 자동으로 자신의 확산 계수를 조정. 결과, 각각의 디바이스는 짧다 “방송중에”, 이는 네트워크의 더 많은 용량을 의미.

적응 형 데이터 속도 (약어: ADR) 다음 규칙에 따라 데이터 레이트를 조절하는 간단한 메커니즘은:

무선 신호 강도하면 (라고도 “링크 버짓”) 높은, 데이터 레이트가 증가 될 수있다;

링크 예산이 낮은 경우, 데이터 레이트가 감소 될 수있다.

안전

모든 LPWAN는 포괄적 인 보안 솔루션을 사용하는 것이 중요합니다. LoRaWAN는 두 가지 수준의 보안을 사용하여: 응용 프로그램의 네트워크와 하나 하나. 네트워크 보안은 네트워크에서 최종 장치의 신뢰성을 보장합니다, 네트워크 오퍼레이터는 최종 사용자의 애플리케이션 데이터에 액세스하지 않는 애플리케이션 레벨 보장합니다. AES 암호화는 키 교환에 사용됩니다.

네트워크 레벨은 노드를 식별 할 책임이. 이 메시지가 실제로 특정 장치에서 온다 또한 무결성 검사로 간주되어 있는지 여부를 확인. 또한 MAC 명령을 암호화 할 수 있습니다.

응용 프로그램 수준은 페이로드의 암호 해독 및 암호화에 사용됩니다.

두 키는 암호화됩니다 128 비트는 ECB 모드에서 AES.

사용 사례 및 응용 분야

LoRaWAN 응용 프로그램의 조건과 적용 분야에서 시장에서의 장소를 발견했다. 독특한 특성 덕분에, LoRaWAN 가장 이와 같은 시나리오에 적합:

1. 전기를 (전기) 한정 또는 제한;

2. 위치는 매우 원격 또는 액세스 할 물리적으로 어렵다;

3. 단말 장치의 수는 상당히 높은 종래의 휴대 전화 연결과 비교;

4. 최종 장치는 지속적으로 메시지를 보낼 필요가 없습니다.