深入了解物聯(lián)網(wǎng)新星LoRa和LoRaWAN
什么是LoRa?
LoRa是Long Range Radio的縮寫，從這個(gè)名字上面就能看出來他的特點(diǎn)是傳輸距離遠(yuǎn)，在同樣的功耗條件下比其他無線方式傳播的距離要更遠(yuǎn)，實(shí)現(xiàn)了低功耗和遠(yuǎn)距離的統(tǒng)一，它在同樣的功耗下比傳統(tǒng)的無線射頻通信距離要遠(yuǎn)3-5倍。是由美國陞特(semtech)公司創(chuàng)建的低功耗局域網(wǎng)無線標(biāo)準(zhǔn)。
什么是LoRaWAN?
LoRaWAN(Lora Wide Area Network)LoRa廣域物聯(lián)網(wǎng)的簡稱，是基于LoRa技術(shù)的一種通信協(xié)議。它主要由(LoRa終端、LoRa網(wǎng)關(guān)、LoRa服務(wù)器)三個(gè)實(shí)體組成。如果按協(xié)議分層來說LoRaWAN是MAC層，LoRa是物理層。
LoRa的優(yōu)點(diǎn)有哪些?
距離遠(yuǎn)：超遠(yuǎn)的傳輸距離，采用擴(kuò)頻增益、它的傳輸距離約FSK的三倍。特別是在普通的無線傳輸信號較弱的室內(nèi)和地下環(huán)境，LoRa技術(shù)優(yōu)勢明顯。
功耗低：盡管它通信距離空曠能達(dá)到5KM，仍然具有良好的節(jié)能特性。
免 費(fèi)：與我們上一篇文章所介紹的NB-IOT所不同的是LoRa工作在免費(fèi)ISM頻段，用戶不依靠運(yùn)營商就可完成LoRa網(wǎng)絡(luò)部署，不僅布設(shè)更快，而且成本更低。這為普通用戶使用該無線網(wǎng)絡(luò)打開了一道便捷之門。
LoRa的缺點(diǎn)有哪些?
傳輸速率低：因?yàn)閿U(kuò)頻后的通信帶寬窄，一般只適合傳感器等傳輸信息量較低的網(wǎng)絡(luò)。對于數(shù)據(jù)量高的應(yīng)用場合(如圖像傳輸)就不適用了。
技術(shù)過于集中：LoRa技術(shù)過于集中于semtech公司。不利于產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
需要新建網(wǎng)絡(luò)：LoRa在布設(shè)過程中，需要新建信號塔、工業(yè)基站甚至是便攜式家庭網(wǎng)關(guān)。這對于一般的普通用戶就存在一定的難度。因此行業(yè)中基本沒有見到有百萬連接的項(xiàng)目。
LoRa芯片有哪些?
目前支持LoRa這種通訊技術(shù)協(xié)議的終端芯片大部分是由semtech公司推出的，或是其授權(quán)生產(chǎn)的。行業(yè)內(nèi)最為主流的是SX1276和SX1278，二者封裝一致，應(yīng)用電路有細(xì)微差別，前者面向的是歐美市場(頻段137-1020MHz)，后者面向中國市場(頻段137-525MHz)。除此之外SX1262也是一款比較流行的LoRa終端芯片，它的體積比上面的兩款更小，支持的頻段為150-960MHz，發(fā)射功率更高，被很多應(yīng)用者所選擇。
除了終端芯片以外如果要組成LoRaWAN還需要網(wǎng)關(guān)芯片，SX1301就是semtech公司推出的LoRa網(wǎng)關(guān)芯片，8個(gè)LoRa信道，1個(gè)是FSK信道，可以看成是FPGA+8路LoRa調(diào)制解調(diào)器，該芯片是Semtech公司的核心利益模塊，從數(shù)據(jù)手冊到軟件驅(qū)動(dòng)再到協(xié)議算法都是不公開的。
LoRa與其他無線通信技術(shù)有何區(qū)別?
我們目前常見的無線通訊方式有WiFi、藍(lán)牙、2G-GSM、3G\4G、NB-IOT、ZigBee和常見小無線(sub 1G)等。下圖是筆者根據(jù)這幾種無線通信方式的相關(guān)特性做的分類比較，大家可以看出LoRa在很多方面都具有很大的優(yōu)勢，比如通訊距離以及通信成本等。
總結(jié)
筆者在去年深入的研究以及使用了LoRa這種通訊技術(shù)，包括其硬件設(shè)計(jì)和軟件驅(qū)動(dòng)，如果是單純的用來傳輸傳感器數(shù)據(jù)LoRa都是很合適的選擇，比一般的小無線如Ti的CC1101、芯科實(shí)驗(yàn)室的SI4432和SI4463(我竟然發(fā)現(xiàn)這貨有bug，官方已承認(rèn))都要優(yōu)秀很多。如果組成LoRaWAN其他小無線更是無法比擬。
目前與其競爭比較激烈的是NB-IOT，需要了解NB-IOT的朋友可以看我上一篇文章，對比NB-IOT來說雖然它們在一些細(xì)分領(lǐng)域不具有競爭關(guān)系，但是在很多常見領(lǐng)域都是有所競爭的，LoRa因?yàn)槠浼夹g(shù)的壟斷導(dǎo)致了其閉塞，而不像NB-IOT那樣的開放，這對于無線通信這個(gè)龐大的領(lǐng)域來說無疑是不討好的。
LoRa與NB-IOT的比賽才剛剛開始，最終誰會成為物聯(lián)網(wǎng)通信行業(yè)的領(lǐng)頭羊都還是未知，作為用戶的我們是這場比賽的參與者也是裁判者。
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