LoRa

С активным внедрением Интернета вещей появляется все большая потребность в энергоэффективных сетях. Многие приложения Интернета вещей требуют, чтобы данные собирались и отправлялись на большие расстояния, причем датчики иногда находятся на расстоянии нескольких километров друг от друга. Кроме того, для развертываний Интернета вещей, могут потребоваться устройства для периодической передачи небольших пакетов информации в течение многих лет или даже десятилетий на одном заряде батареи. Для обеспечения таких сетей появилась технология LPWAN - энергоэффективная сеть дальнего радиуса действия. Предполагается, что глобальные сети с низким энергопотреблением (LPWAN) будут поддерживать большую часть миллиардов устройств, прогнозируемых для Интернета вещей (IoT). 

LoRa является следующей ступенью развития LPWAN решения, которое было разработано и запатентовано корпорацией Semetch. Суть технологии сводится к вариации линейной частотной модуляции (Chirp Spread Spectrum, CSS).

Что такое LoRa?

LoRa - это физический уровень или беспроводная модуляция, используемая для создания канала связи на большие расстояния. Многие устаревшие беспроводные системы используют модуляцию с частотной манипуляцией (FSK) в качестве физического уровня, потому что это очень эффективная модуляция для достижения низкой мощности. 

LoRa основан на модуляции с расширенным спектром ЛЧМ, которая поддерживает те же характеристики низкой мощности, что и модуляция FSK, но значительно увеличивает дальность связи. Расширенный спектр ЛЧМ-сигнала использовался в военной и космической связи в течение десятилетий из-за больших расстояний связи, которые могут быть достигнуты, и устойчивости к помехам, но LoRa - первая недорогая реализация для коммерческого использования. 

Long Range (LoRa)

Преимущество LoRa заключается в возможности большой дальности действия этой технологии. Один шлюз или базовая станция может охватывать целые города или сотни квадратных километров. Дальность действия сильно зависит от окружающей среды или препятствий в данном месте, но LoRa и LoRaWAN имеют больший бюджет канала, чем любая другая стандартизованная технология связи. Бюджет линии связи, обычно выражаемый в децибелах (дБ), является основным фактором при определении дальности действия в данной среде. При минимальном количестве инфраструктуры можно легко покрыть целые страны.

LoRa и LoRaWAN

Иногда люди думают, что термины LoRa и LoRaWAN означают одно и то же, но они разные. LoRa - это метод передачи радиосигналов, в котором для кодирования информации используется многосимвольный чирпированный формат. Это запатентованная система, созданная производителем микросхем Semtech; их LoRa IP также лицензирован для других производителей чипов. По сути, эти чипы представляют собой стандартные радиочипы диапазона ISM, которые могут использовать LoRa (или другие типы модуляции, такие как FSK) для преобразования радиочастоты в биты без необходимости писать код для реализации радиосистемы.

В то время как реализация LoRa является закрытой, остальная часть стека протоколов, известный как LoRaWAN, остается открытой, и ее развитие осуществляется LoRa Alliance, возглавляемого IBM. LoRaWAN - это сетевой протокол многоточечной связи, в котором используется схема модуляции LoRa компании Semtech. 

Одна технология не может обслуживать все запланированные приложения и тома для Интернета вещей. Wi-Fi и BTLE являются широко распространенными стандартами и достаточно хорошо обслуживают приложения, связанные с общением с персональными устройствами. Сотовая связь отлично подходит для приложений, которым требуется высокая пропускная способность данных и есть источник питания. LoRa предлагает многолетний срок службы батареи и разработан для датчиков и приложений, которым необходимо отправлять небольшие объемы данных на большие расстояния несколько раз в час из различных сред.