從幾個問題來深入了解物聯(lián)網(wǎng)新星LoRa和LoRaWAN
問題一:什么是LoRa?
LoRa是Long Range Radio的縮寫,從這個名字上面就能看出來他的特點是傳輸距離遠,在同樣的功耗條件下比其他無線方式傳播的距離要更遠,實現(xiàn)了低功耗和遠距離的統(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)無線標準。
問題二:什么是LoRaWAN?
LoRaWAN(Lora Wide Area Network)LoRa廣域物聯(lián)網(wǎng)的簡稱,是基于LoRa技術的一種通信協(xié)議。它主要由(LoRa終端、LoRa網(wǎng)關、LoRa服務器)三個實體組成。如果按協(xié)議分層來說LoRaWAN是MAC層,LoRa是物理層。
問題三:LoRa的優(yōu)點有哪些?
距離遠:超遠的傳輸距離,采用擴頻增益、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技術優(yōu)勢明顯。
功耗低:盡管它通信距離空曠能達到5KM,仍然具有良好的節(jié)能特性。
免 費: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ISM頻段,用戶不依靠運營商就可完成LoRa網(wǎng)絡部署,不僅布設更快,而且成本更低。這為普通用戶使用該無線網(wǎng)絡打開了一道便捷之門。
問題四:LoRa的缺點有哪些?
傳輸速率低:因為擴頻后的通信帶寬窄,一般只適合傳感器等傳輸信息量較低的網(wǎng)絡。對于數(shù)據(jù)量高的應用場合(如圖像傳輸)就不適用了。
技術過于集中:LoRa技術過于集中于semtech公司。不利于產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
需要新建網(wǎng)絡:LoRa在布設過程中,需要新建信號塔、工業(yè)基站甚至是便攜式家庭網(wǎng)關。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目。
問題五:LoRa芯片有哪些?
目前支持LoRa這種通訊技術協(xié)議的終端芯片大部分是由semtech公司推出的,或是其授權生產(chǎn)的。行業(yè)內(nèi)最為主流的是SX1276和SX1278,二者封裝一致,應用電路有細微差別,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)關芯片,SX1301就是semtech公司推出的LoRa網(wǎng)關芯片,8個LoRa信道,1個是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)動再到協(xié)議算法都是不公開的。
問題六:LoRa與其他無線通信技術有何區(qū)別?
我們目前常見的無線通訊方式有WiFi、藍牙、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
筆者在去年深入的研究以及使用了LoRa這種通訊技術,包括其硬件設計和軟件驅(qū)動,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、芯科實驗室的SI4432和SI4463(我竟然發(fā)現(xiàn)這貨有bug,官方已承認)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分領域不具有競爭關系,但是在很多常見領域都是有所競爭的,LoRa因為其技術的壟斷導致了其閉塞,而不像NB-IOT那樣的開放,這對于無線通信這個龐大的領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。希望它們會在未來給我們的生活帶來更多的便利,更多的驚喜!