lora – Een Open Radio Standard van LPWAN

lora - Een Open Radio Standard van LPWAN

Lora is een open radio standaard van een Low Power Wide Area Network (LPWAN) voor slechts kleine hoeveelheden gegevens. Daarom is het geschikt voor een lange-afstands.

Wat betreft LoRaWAN, Het is de naam voor een radionetwerk op basis van Lora. Lora en maakt gebruik van frequentiebanden van de licentievrije ISM-banden. Dit betekent dat een LoRaWAN een alternatief of aanvulling op de traditionele mobiele netwerk kan worden met een centraal netwerk operator. Bovendien, een LoRaWAN wordt ook wel aangeduid als 0G netwerk om het te onderscheiden van traditionele mobiele communicatie.

Aangezien Lora is een open zendstandaard, iedereen kan het opzetten van een LoRaWAN als ivd of M2M-netwerk met bidirectionele communicatie of gebruik maken van een community-based oplossing.

Notitie: American LoRaWAN is anders dan Europese LoRaWAN. Dit heeft een impact op de overdrachtssnelheid en dus ook op het energieverbruik.

Kenmerken

• Aansluiting: Uplink-georiënteerde, bidirectionele, bevestigingsmodus mogelijk

• Modulatie: Chirp Spread Spectrum en FSK

• Netwerk architectuur: Het einde apparaten communiceren met gateways, gegevenspakketten verzenden naar een server. De server heeft interfaces voor aansluiting op ivd platforms en toepassingen.

• Frequentiebereiken: 868 MHz (863-870 MHz, onderverdeeld in verschillende subbanden) in Europa en 915 MHz in de Verenigde Staten. Het kanaal gebruiksperiode wordt beperkt door regelgeving in veel landen (arbeidscyclus).

• Range: Afhankelijk van de topografie, tot 2 km in stedelijke gebieden en tot 15 km op het platteland. Goede penetratie van de gebouwen wordt bereikt.

• Energieverbruik: Tussen 10 mA en 100 nA in de slaapstand. Afhankelijk van de toepassing, de levensduur van de batterij is 2 naar 15 jaar.

• Radio kanaalbandbreedte: 125 kHz

• Gevoeligheid: -137 dBm

• Zendvermogen: +20 dBm of maximaal 25 mW

• Data pakketten: US: max. 51 bytes / Verenigde Staten van Amerika: max. 11 bytes gebruikersdata per pakket

• Overdrachtssnelheid: Tussen 250 beetje / s en 50 kbit / s

Transmission Technology

Lora Transmission Technology

Om een ​​hoog rendement in het dataverkeer en energieverbruik te bereiken, LoRaWAN gebruikt een frequentie spread. Het maakt het mogelijk storing grotendeels te vermijden en smalbandinterferentie te vermijden.

De overdrachtswerkwijze heet “Chirp Spread Spectrum”. De signaaloverdracht vindt plaats als een soort getjilp. Vervolgens, de getsjirpte puls wordt gespreid over een breed frequentiegebied. De bandbreedte kan eventueel worden gebruikt voor een hoge datasnelheid en een robuustere overdrachtswijze. De spread factor en de bandbreedte te bepalen hoe hoog de datasnelheid kan zijn en hoe hoog de kans op receptie.

Signalen die worden gemoduleerd met verschillende spreidingsfactoren en verzonden via hetzelfde frequentiekanaal niet met elkaar interfereren. De orthogonaliteit van de spreidingsfactoren maakt de simultane verschillende eindapparaten op hetzelfde kanaal.

Lora signalen zeer bestand tegen in-band en out-of-band interferentie. Hun ongevoeligheid voor multipath receptie of vervagen zorgt voor een lange-bereik in stedelijke gebieden.

LoRaWAN Network Architecture

De LoRaWAN netwerkarchitectuur bestaat uit vele eindapparaten in de vorm van sensoren en actuatoren, meerdere gateways en een centrale netwerkserver. De terminalinrichting communiceert met de gateway. De poort wordt aangesloten op de netwerkserver. Communiceert dan de netwerkserver via verschillende protocollen (bv. RUST UIT, MQTT, enz.) een applicatie die wordt bediend, bijvoorbeeld, als toepassing in de cloud.

In een LoRaWAN, gateways zijn de ontvangers voor de radiosignalen in 868 MHz. Hier Lora chips ontvang chirp signalen. Zoals voor gateways, aan de andere kant, verbinden met het internet.

De gateways van een LoRaWAN vormen idealiter een fijnmazig netwerk en kan worden verspreid over de hele wereld.

Een bericht kan door één of meer gateways te ontvangen. De gateways forward deze naar de netwerkserver zonder verdere tussenkomst.

In een LoRaWAN, het netwerk servers zijn verantwoordelijk voor de identificatie van de afzender en het doorsturen van het pakket aan een applicatieserver.

Het netwerk server zorgt, onder andere, dat er een bericht binnenkomt slechts eenmaal op de applicatieserver, ongeacht hoeveel gateways hebben het ontvangen.

Private of Community Network

In principe kan iedereen zijn eigen LoRaWAN opereren. Aangezien Lora werkt in de niet toegewezen frequentiebereik, geen licentiekosten voor frequenties zijn nodig.

Als je alleen maar het opzetten van een LoRaWAN in een beperkt gebied, de werking van uw eigen gateways en servers kan zinvol zijn.

Echter, als je afhankelijk bent van een wide-area radio netwerk, U kunt ook contact MOKOSmart, we werken alleen onze eigen gateway, die spreekt tot de servers via het internet. Met betrekking tot de veiligheid, hoeft u alleen de netwerkserver vertrouwen om de ontvangen datapakketten en de applicatieserver te leveren, die de inhoud ontsleutelen.

reeks

Lora heeft een hoge gevoeligheid -137 dBm, hetgeen de beschikbaarheid van het netwerk. De signalen dringen muren opbouwen zonder problemen en kan ook kelders en andere zogenaamde deep indoor locaties te bereiken.

De afstand tussen de zender en de ontvanger bij benadering 3 km (stad), ca.. 6 km (buitenwijken) en tot 13 km (platteland) afhankelijk van de omgeving en bebouwing.

De afstand tussen Lora zender en ontvanger hangt af van de spreidingsfactor, de bandbreedte, het gekozen zendvermogen van Lora chip en de antenne gebruikte.

Overdrachtssnelheid

Om de levensduur van de batterij te maximaliseren en de controle van de totale netwerkcapaciteit (beperkt door regelgeving), Lora regelt de datasnelheid en RF-uitgang individueel met behulp van adaptieve datasnelheid (ADR) voor elke eindinrichting.

Communicatie tussen de terminal en gateway vindt plaats op verschillende frequentiekanalen met verschillende gegevenssnelheden. The range of data is 0. 3 naar 50 kbit / s. De fysieke pakketgrootte is 64 bytes. 13 bytes nodig zijn voor de header. deze bladeren 51 bytes voor gebruikergegevens.

Notitie: in de Verenigde Staten, kanaaltijd wordt beperkt tot 400 milliseconden. Dit betekent dat slechts maximaal 11 bytes van gebruikersgegevens kunnen per pakket worden verzonden.

de SF12 (spreidingsfactor) Bij 125 kHz (bandbreedte) alleen behaalt 250 beetje / s (datasnelheid). De ontvanger is zeer waarschijnlijk een tril puls waarnemen omdat het relatief gemakkelijk is om de signalen te onderscheiden van het lawaai.

De snelste opgegeven combinatie SF7 bij 250 kHz bandbreedte. Dit leidt tot 11,000 bps.

Energieverbruik

Lora modulatie maakt optimaal zendvermogen met een zo laag mogelijk energieverbruik door de transmitter. Het lage energieverbruik zorgt levensduur van de batterij aan 15 jaar.

Dit vereenvoudigt het hanteren en goedkoop is omdat geen afzonderlijke voeding nodig.

Klassen van Devices

Lora onderscheid tussen verschillende apparaatklassen, waarbij alleen klasse A is interessant voor toepassingen in het internet der dingen. En het eindapparaat in een energiebesparende toestand en verzendt slechts kort wanneer de toestand verandert. Iets kan alleen maar naar de terminal gedurende deze tijd worden verzonden.

Samen met de radiomodule, Deze eindapparaten zijn zeer goedkoop vanwege hun eenvoud en zijn ook geschikt voor het bedekken van grote vraag.

Als apparaten ook buiten deze periode kan worden aangepakt, apparaatklasse B of C moet daadwerkelijk geselecteerd, die sterk toeneemt en het energieverbruik, afhankelijk van het netwerk, wordt niet ondersteund helemaal.

toepassingen

Lora is voornamelijk gemaakt van statische sensortoepassingen. Typische toepassingen omvatten het opnemen, opvragen en uitwisselen van informatie over de status. Met sensoren op elke locatie, informatie kan worden vastgesteld of bij, die gemakkelijk kan worden geïntegreerd in een applicatie.

1. Slimme woning
2. Slimme stad
3. Smart Factory
4. Smart Farming
5. Smart Transport