LoRa - Википедия - LoRa

LoRa
Модуль LoRa с антенной и подключенными проводами SPI.jpg
Модуль LoRa
РазработанSemtech
Тип коннектораSPI / I2C
Совместимое оборудованиеSX1261, SX1262, SX1268, SX1272, SX1276, SX1278
Физический диапазон10 км +

LoRa (Loнг Раnge) - это глобальная сеть с низким энергопотреблением (LPWAN) протокол, разработанный Semtech. Он основан на методах модуляции с расширенным спектром, полученных из спектр распространения щебета (CSS) технология.[1] Он был разработан Cycleo of Гренобль, Франция и приобретен Semtech, член-основатель LoRa Alliance.[2]

Функции

LoRa использует безлицензионные субгигагерцы радиочастота такие диапазоны, как 433 МГц, 868 МГц (Европа), 915 МГц (Австралия и Северная Америка ), От 865 МГц до 867 МГц (Индия ) и 923 МГц (Азия ). LoRa обеспечивает передачу на большие расстояния (более 10 км в сельской местности) с низким энергопотреблением.[3] Технология охватывает физический слой, в то время как другие технологии и протоколы, такие как LoRaWAN (Long Range Wide Area Network), охватывают верхние уровни. Он может достигать скоростей передачи данных от 0,3 кбит / с до 27 кбит / с в зависимости от коэффициента расширения.[4]

В январе 2018 года были анонсированы новые наборы микросхем LoRa с пониженным энергопотреблением, увеличенной мощностью передачи и уменьшенным размером по сравнению со старым поколением.[5]

Устройства LoRa имеют геолокация возможности, используемые для трилатерационный позиции устройств через временные метки от шлюзов.[6]

LoRa и LoRaWAN позволяют подключаться на большие расстояния для Интернет вещей (IoT) устройства в разных отраслях промышленности.[7]

Расширители диапазона для LoRaWAN называются LoRaX.

LoRa PHY

LoRa использует запатентованную модуляцию с расширенным спектром, аналогичную и производную от спектр распространения щебета (CSS) модуляция. Модуляция LoRa с расширенным спектром выполняется путем представления каждого бита информации полезной нагрузки в виде нескольких щебетаний информации. Скорость, с которой отправляется расширенная информация, называется скоростью передачи символов, соотношение между номинальной скоростью передачи символов и скоростью ЛЧМ-сигнала является коэффициентом расширения (SF) и представляет количество символов, отправленных на бит информации.[1] Результатом является M-арная цифровая модуляция, в которой возможные формы сигнала на выходе модулятора представляют собой сигналы с ЛЧМ-модуляцией в частотном интервале () с M различными начальными частотами: мгновенная частота линейно увеличивается, а затем преобразуется в когда он достигает максимальной частоты . [8]

LoRa может найти компромисс между скоростью передачи данных и чувствительностью с фиксированной полосой пропускания канала, выбрав используемую величину распространения (выбираемый параметр радиосвязи от 7 до 12). Более низкий SF означает, что в секунду отправляется больше щебетаний; следовательно, вы можете кодировать больше данных в секунду. Чем выше SF, тем меньше щебетание в секунду; следовательно, требуется кодировать меньше данных в секунду. По сравнению с более низким SF, отправка того же количества данных с более высоким SF требует большего времени передачи, известного как эфирное время. Больше эфирного времени означает, что модем дольше работает и потребляет больше энергии. Преимущество высокой SF заключается в том, что более продолжительное эфирное время дает приемнику больше возможностей для выборки мощности сигнала, что приводит к лучшей чувствительности.[9]

Кроме того, LoRa использует кодирование с прямым исправлением ошибок для повышения устойчивости к помехам. Высокая дальность действия LoRa характеризуется высокой беспроводной связать бюджеты от 155 дБ до 170 дБ.[10]

LoRaWAN

Поскольку LoRa определяет нижний физический уровень, верхние сетевые уровни отсутствовали. LoRaWAN - один из нескольких протоколов, которые были разработаны для определения верхних уровней сети. LoRaWAN - это облачный средний контроль доступа (MAC), но действует в основном как протокол сетевого уровня для управления связью между LPWAN шлюзы и устройства конечных узлов в качестве протокола маршрутизации, поддерживаемого LoRa Alliance.

LoRaWAN определяет протокол связи и системную архитектуру для сети, в то время как физический уровень LoRa обеспечивает связь на большом расстоянии. LoRaWAN также отвечает за управление частотами связи, скорость передачи данных, и питание для всех устройств.[11] Устройства в сети являются асинхронными и передают данные, когда у них есть данные для отправки. Данные, передаваемые устройством конечного узла, принимаются несколькими шлюзами, которые пересылают пакеты данных на централизованный сетевой сервер.[12] Сетевой сервер фильтрует повторяющиеся пакеты, выполняет проверки безопасности и управляет сетью.[нужна цитата ] Затем данные пересылаются на серверы приложений.[13] Технология показывает высокую надежность при умеренной нагрузке, однако имеет некоторые проблемы с производительностью, связанные с отправкой подтверждений.[14]

История версий

  • Январь 2015: 1.0[15][16]
  • Февраль 2016: 1.0.1[17]
  • Июль 2016: 1.0.2[18]
  • Октябрь 2017: 1.1, добавляет класс B[19]
  • Июль 2018: 1.0.3[20]
  • Октябрь 2020: 1.0.4 [21]

LoRa Альянс

LoRa Alliance - это 501 (с) (6)[22] ассоциация, созданная в 2015 году для поддержки протокола LoRaWAN (дальняя глобальная сеть), а также для обеспечения взаимодействия всех продуктов и технологий LoRaWAN. Эта открытая некоммерческая ассоциация насчитывает более 500 членов.[23] Некоторые члены Альянса LoRa IBM, Everynet, Активность, Микрочип, апельсин, Cisco, КПН, Swisscom, Semtech, A2A Smart City SPA, Bouygues Telecom, Сингтел, Проксимус и Cavagna Group.[24] В 2018 году у LoRa Alliance было более 100 сетевых операторов LoRaWAN в более чем 100 странах.[25] Альянсом управляет Группа ВТМ в Бивертон, Орегон.[26] Джефф Маллиган был его председателем до 2018 года, когда Донна Мур стал генеральным директором и председателем.[27]

Развертывание технологии LoRa

Смотрите также

  • DASH7 - популярная открытая альтернатива LoRa
  • IEEE 802.11ah - непатентованный маломощный дальнобойный стандарт
  • CC430 - микроконтроллер и SoC радиочастотного трансивера с частотой менее 1 ГГц
  • NB-IoT
  • LTE Cat M1
  • Гелиевые системы - проприетарная система протоколов, основанная на аналогичной технологии
  • MIOTY - Технология LPWAN в диапазоне частот Sub-GHz для сенсорных сетей.

Рекомендации

  1. ^ а б «Основы модуляции LoRa» (PDF). Semtech. Архивировано из оригинал (PDF) на 2019-07-18. Получено 2020-02-05.
  2. ^ «Semtech приобретает Cycleo - провайдера IP-услуг дальнего радиуса действия». Дизайн и повторное использование. Получено 2019-10-17.
  3. ^ Рамон Санчес-Иборра; Хесус Санчес-Гомес; Хуан Бальеста-Виньяс; Мария-Долорес Кано; Антонио Ф. Скармета (2018). «Оценка эффективности LoRa с учетом условий сценария». Датчики. 18 (3): 772. Дои:10,3390 / с18030772. ЧВК  5876541. PMID  29510524.
  4. ^ Аделантадо, Ферран; Вилахосана, Ксавьер; Тусет-Пейро, Пере; Мартинес, Борха; Мелиа-Сеги, Жанна; Ваттейн, Томас (2017). «Понимание ограничений LoRaWAN». Журнал IEEE Communications. 55 (9): 34–40. Дои:10.1109 / mcom.2017.1600613. HDL:10609/93072. ISSN  0163-6804. S2CID  2798291.
  5. ^ Корпорация, Semtech (2018-01-08). «Semtech обеспечивает Интернет вещей будущего с платформой LoRa нового поколения». Комната новостей GlobeNewswire. Получено 2019-10-17.
  6. ^ Фаргас, Бернат Карбонес; Петерсен, Мартин Нордал. «Геолокация без GPS с использованием LoRa в WAN с низким энергопотреблением» (PDF). Библиотека DTU.
  7. ^ Рам, Прашант (2018-08-07). «LPWAN, LoRa, LoRaWAN и Интернет вещей». Coinmonks. Получено 2019-02-09.
  8. ^ М. Кьяни; А. Эльзанаты (2019). «О модуляции LoRa для Интернета вещей: свойства формы волны и спектральный анализ». Журнал IEEE Internet of Things. 6 (5): 772. Дои:10.1109 / JIOT.2019.2919151.
  9. ^ Qoitech. «Как фактор распространения влияет на время автономной работы устройства LoRaWAN». Сеть Вещей. Получено 2020-02-25.
  10. ^ Мохан, Вивек. «10 фактов о LoRaWAN и NB-IoT». blog.semtech.com. Получено 2019-02-18.
  11. ^ «LoRaWAN для разработчиков». www.lora-alliance.org. Получено 2018-11-23.
  12. ^ «Комплексный взгляд на LPWAN для инженеров Интернета вещей и лиц, принимающих решения». www.link-labs.com. Получено 2017-06-22.
  13. ^ LoRa Alliance (2015). "LoRaWAN: Что это?" (PDF).
  14. ^ Банков Д .; Хоров, Э .; Ляхов, А. (ноябрь 2016 г.). «Об ограничениях доступа к каналу LoRaWAN». Международная конференция по инженерии и телекоммуникациям (EnT) 2016 г.: 10–14. Дои:10.1109 / ent.2016.011. ISBN  978-1-5090-4553-2. S2CID  44799707.
  15. ^ «Спецификация LoRaWAN» (PDF). lora-alliance.org. Получено 5 февраля 2020.
  16. ^ Выпущена версия 1.0 спецификации LoRaWAN.
  17. ^ «Спецификация LoRaWAN» (PDF). lora-alliance.org. Получено 5 февраля 2020.
  18. ^ «Спецификация LoRaWAN» (PDF). lora-alliance.org. Получено 5 февраля 2020.
  19. ^ «Спецификация LoRaWAN ™ 1.1» (PDF). lora-alliance.org. Получено 5 февраля 2020.
  20. ^ «Спецификация LoRaWAN 1.0.3» (PDF). lora-alliance.org. Получено 5 февраля 2020.
  21. ^ "Спецификация LoRaWAN 1.0.4". lora-alliance.org. Получено 25 ноября 2020.
  22. ^ Брэд Биддл (7 мая 2019 г.). «Linux Foundation ест мир». SSRN  3377799. Многие другие организации сформировались в соответствии с тем же основным шаблоном: регистрация в качестве некоммерческой корпорации взаимной выгоды в соответствии с действующим законодательством штата США (с некоторыми небольшими вариациями корпоративной формы в соответствии с требованиями законодательства конкретного штата), а затем деятельность в качестве освобожденной от налогов организации в соответствии с законодательством штата. положение, предназначенное для «бизнес-лиг» и других предприятий типа торговых ассоциаций. Это положение, раздел 501 (c) (6) раздела 26 Кодекса США, как правило, позволяло организациям уклоняться от уплаты федерального подоходного налога, а также часто уклоняться от большинства налогов штата и местных налогов. Выбирая из сотен примеров, некоторые организации, которые следуют этой модели, включают ... LoRa Alliance Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  23. ^ «Альянс Semtech LoRa вырос до 500 членов». Pacific Coast Business Times. 2017-06-29. Получено 2019-02-09.
  24. ^ "Список участников | LoRa Alliance". lora-alliance.org. Получено 2019-02-09.
  25. ^ «LoRa Alliance перешагнул рубеж 100-летия оператора сети LoRaWAN». Электронные продукты и технологии. 2019-01-25. Получено 2019-02-11.
  26. ^ Галливан, Джозеф (5 января 2018 г.). «Прибытие в Лас-Вегас». Business Tribune. Получено 5 февраля 2020. Альянсом управляет группа VTM в Бивертоне .... Джефф Маллиган - председатель LoRa Alliance. Он был президентским научным сотрудником Национального института стандартов и технологий (NIST) при администрации Обамы.
  27. ^ "Правление, стулья и персонал | LoRa Alliance®". lora-alliance.org. Получено 2020-05-27.
  28. ^ «Amazon представляет сферические динамики Echo, летающую внутреннюю камеру видеонаблюдения и облачный игровой сервис». GeekWire. 2020-09-24. Получено 2020-11-30.
  29. ^ «Интернет вещей стремится отслеживать оленей на свободном выгуле в Финляндии - 2018-01-19 - Страница 1 - Журнал RFID». www.rfidjournal.com. Получено 2020-07-05.
  30. ^ «Развитие Интернета вещей в Глазго». Мир умных городов. Получено 2019-02-11.
  31. ^ «Kerlink и YEAP! Сотрудничать в развертывании первой сети LoRaWAN IoT в Аргентине». Бизнес-новости Интернета вещей. 2017-09-05. Получено 2019-02-11.
  32. ^ «Американская башня нацелена на 2 миллиона бразильских соединений LoRaWAN в 2019 году». enterpriseiotinsights.com. Получено 2019-02-11.
  33. ^ «Actillity и Levikom запускают первую в мире« открытую цепочку создания стоимости »LoRaWAN IoT network». Активность. 2017-02-15. Архивировано из оригинал на 2019-02-16. Получено 2019-02-11.
  34. ^ «Holtek представляет интеллектуальный SIP-модуль MCU пожарной сигнализации, интегрированный с технологией Semtech LoRa® - Новости о продуктах - Holtek». www.holtek.com. Получено 2019-02-11.[постоянная мертвая ссылка ]
  35. ^ Му-Хён, Чо. «SK Telecom запускает решение по обнаружению пожара на основе LoRa». ZDNet. Получено 2019-02-11.
  36. ^ «Практическая парковка: PNI Sensor Corporation и Senet развертывают решение LPWAN». www.iotevolutionworld.com. Получено 2019-02-11.
  37. ^ «Первые черные носороги, защищенные сенсорными имплантатами в рогах». Бизнес-новости Интернета вещей. 2017-09-28. Получено 2019-02-11.
  38. ^ «Сохранение животных с LoraWAN - черепахи, рыбы и многое другое». Институт IRNAS. 2018-04-05. Получено 2019-02-11.
  39. ^ «Интернет вещей революционизирует прогнозирование стихийных бедствий - повестка дня Интернета вещей». internetofthingsagenda.techtarget.com. Получено 2019-02-11.
  40. ^ Чин, Спенсер (2018-12-05). «Технология LoRA приходит на помощь австралийским фермерам, выращивающим хлопок». Новости электронных компонентов. Получено 2019-02-11.
  41. ^ «SenRa и NAS внедряют удаленный учет воды и электроэнергии в Индии». www.iotevolutionworld.com. Получено 2019-02-11.
  42. ^ "Semtech выбран для интеллектуальной системы орошения | Деловой журнал долины Сан-Фернандо". sfvbj.com. Получено 2019-02-11.
  43. ^ «Решение LoRa предлагает беспроводной обзор состояния почвы - 2018-11-09 - Страница 1 - Журнал RFID». www.rfidjournal.com. Получено 2019-02-11.
  44. ^ «Испания пилотирует технологию умной воды». Мир умных городов. Получено 2019-02-11.
  45. ^ «Голландская компания запускает интеллектуальное сельскохозяйственное решение LoRa в сети Senet». enterpriseiotinsights.com. Получено 2019-02-11.
  46. ^ «Калгари, Альберта, представляет 4 новые инициативы умного города». Умные города: погружение. Получено 2019-02-15.
  47. ^ «В рамках пилотного проекта« Интеллектуальный город »компания Orange выполнила установку сети LPWA (Low Power Wide Area), которая охватывает весь город». Алба Юлия Smartcity. Получено 2019-07-17.
  48. ^ https://www.nnnco.com.au/news/article/city-of-gold-coast-to-build-australias-biggest-lorawan-network-with-iot-operator-nnnco/

дальнейшее чтение

внешняя ссылка