Что такое LoRaWAN?

LoRaWAN — это спецификация маломощной широкополосной сети (LPWAN), разработанная для беспроводных устройств с питанием от аккумуляторов. По данным LoRa-Alliance, LoRa уже используется в миллионах датчиков. Среди основных компонентов, лежащих в основе спецификации, — двунаправленная связь, мобильность и услуги определения местоположения.

Одним из отличий LoRaWAN от других сетевых спецификаций является использование звездообразной архитектуры с центральным узлом, к которому подключены все остальные узлы, а шлюзы служат прозрачным мостом, ретранслирующим сообщения между конечными устройствами и центральным сетевым сервером на внутреннем уровне. Шлюзы подключаются к сетевому серверу через стандартные IP-соединения, в то время как конечные устройства используют одноадресную беспроводную связь с одним или несколькими шлюзами. Вся связь между конечными точками является двунаправленной и поддерживает многоадресную рассылку, что позволяет обновлять программное обеспечение по беспроводной сети. По данным LoRa-Alliance, некоммерческой организации, разработавшей спецификации LoRaWAN, это помогает экономить заряд батареи и обеспечивать соединение на больших расстояниях.

Один шлюз или базовая станция с поддержкой LoRa может покрывать целые города или сотни квадратных километров. Конечно, дальность связи зависит от условий конкретного места, но LoRa и LoRaWAN, как утверждается, имеют бюджет канала связи, основной фактор, определяющий дальность связи, больший, чем у любой другой стандартизированной технологии связи.

Классы конечных точек

LoRaWAN предлагает несколько различных классов конечных устройств для удовлетворения различных потребностей, отражающихся в широком спектре приложений. Согласно информации на сайте компании, к ним относятся:

• Двунаправленные конечные устройства (класс А): Конечные устройства класса A обеспечивают двунаправленную связь, при которой за передачей данных по восходящей линии связи каждого конечного устройства следуют два коротких окна приёма по нисходящей линии связи. Слот передачи, планируемый конечным устройством, зависит от его собственных потребностей в связи с небольшими отклонениями, определяемыми случайным образом (протокол типа ALOHA). Этот режим работы класса A представляет собой систему с наименьшим энергопотреблением для конечных устройств, предназначенную для приложений, которым требуется нисходящая связь с сервером только вскоре после отправки конечным устройством восходящей передачи. В любое другое время нисходящая связь с сервером будет отложена до следующего запланированного восходящего соединения.
• Двунаправленные конечные устройства с запланированными слотами приема (класс B): Помимо случайных окон приёма класса A, устройства класса B открывают дополнительные окна приёма в запланированное время. Чтобы конечное устройство открыло окно приёма в запланированное время, оно получает синхронизированный по времени маячок от шлюза. Это позволяет серверу знать, когда конечное устройство прослушивает данные.
• Двунаправленные конечные устройства с максимальным количеством слотов приема (класс C): Конечные устройства класса C имеют почти постоянно открытые окна приема, закрывающиеся только во время передачи.