LoRa產業(yè)在最近1年左右的時間經歷了大起大伏，先是在去年年底的時候工信部一紙關于頻譜監(jiān)管的政策在行業(yè)內掀起了軒然大波，也讓LoRa產業(yè)的發(fā)展蒙上的陰影，但是隨著政策風向的改變以及以阿里、騰訊、聯通等行業(yè)巨頭入局LoRa產業(yè)之后，整個LoRa產業(yè)又煥然一新，迎來了新的發(fā)展契機。相比于LoRa技術，LoRaWAN在因為具有標準的協議，能夠進行大規(guī)模的組網，因而更具潛力。

　　1 LoRaWAN和LoRa的區(qū)別

　　很多人很容易將LoRa與LoRaWAN技術弄混淆，其實兩者是有很大的區(qū)別，簡單地說，LoRa是一種擴頻調制技術，屬于物理層協議，相比于傳統的FSK調制技術，靈敏度增加的8-10個db，其靈敏度更加的接近香農定理的理論極限值。

　　而LoRaWAN指的是MAC層的組網協議。雖然現有的LoRaWAN組網基本上都使用LoRa作為物理層，但是LoRaWAN的協議也列出了在某些頻段也可以使用GFSK作為物理層。從網絡分層的角度來講，LoRaWAN可以使用任何物理層的協議，LoRa也可以作為其他組網技術的物理層。事實上有幾種與LoRaWAN競爭的技術在物理層也采用了LoRa。相比于LoRa技術主要是有Semtech負責供應之外，LoRaWAN是由LoRa聯盟維護。

　　(LoRa與LoRaWAN對比)

　　2 LoRaWAN的網絡架構

　　LoRaLAN是一種經過實際驗證的、適用于復雜工業(yè)環(huán)境的無線通信網絡協議。它在時間上(時分多址TDMA)、頻率上(TSCH)和空間上(星型組網)的綜合優(yōu)勢，使這個簡潔但又有效的協議具有嵌入式的自組織和自愈能力，大大降低了網絡部署的復雜性，確保了無線網絡具有長期可預期的穩(wěn)定性能。

　　LoRaLAN網絡架構如下：

　　如上圖所示，LoRaLAN網絡包括三類網元：終端、基站和網絡服務器。網絡服務器是基站和終端入網的統一LoRaLAN網絡管理平臺，可以獨立本地部署，也可以基于云端部署。

　　LoRaLAN網絡協議層次如下：

　　LoRaWAN采用了Semtech公司開發(fā)的擴頻技術，工作在sub-1GHz頻段，歐洲 868MHz，北美：915MHz，中國:433Mhz，470-510MHz。LoRaWAN的傳輸數據速率在 300bps - 50kbps。安全方面采用了128位的AES加密。

　　許多現有部署的網絡采用了網狀網絡架構。在網狀網絡中，個別終端節(jié)點轉發(fā)其他節(jié)點的信息，以增加網絡的通信距離和網絡區(qū)域規(guī)模大小。雖然這增加了范圍，但也增加了復雜性，降低了網絡容量，并降低了電池壽命，因節(jié)點接受和轉發(fā)來自其他節(jié)點的可能與其不相關的信息。當進行遠距離連接時，星型架構最有意義的是保證了電池壽命。下面總結了一些LoRaWAN的主要技術特點。

　　廣覆蓋抗干擾：基于 2.4G LoRa 采用的Chirp調制技術，保證一定帶寬的前提下，有效距離可達800米(SF7)。

　　時分多址接入：LoRaLAN參考802.15.4BE模式，采用TDMA接入方式，結合動態(tài)資源調度，極大提高實時響應性能，減少了包碰撞率，提升了系統容量。

　　低功耗：基于2.4G LoRa的物理層實現，RX和TX的功耗顯著低于Zigbee、Wireless HART;休眠電流只有200nA級別。

　　雙工通信動態(tài)調度：基站作為空口時間和頻率資源的中心分配節(jié)點，通過動態(tài)資源調度，能實時地響應上行和下行數據傳輸需求，最大化空口資源利用率。

　　QoS保障機制：支持消息“可靠/非可靠、優(yōu)先/非優(yōu)先”4個QoS標簽。對于可靠消息，LoRaLAN設計了上下行雙向ACK機制，確保上行和下行消息都能傳遞成功。優(yōu)先/非優(yōu)先標簽允許將資源優(yōu)先分配給更重要的消息，比如上行的告警消息，下行的控制消息等。

　　分片與重組：LoRaLAN在鏈路層設計了消息分片和重組能力，不僅簡化了應用層設計，而且處理大消息傳輸時的效率遠遠高于在應用層進行類似工作的效率。

　　閉環(huán)功控：基站根據上行數據攜帶的SNR和RSSI可以快速調整終端的發(fā)射功率，進一步降低終端功耗。

　　時隙同步和信道跳頻：實現了TSCH協議，保證基站和終端時隙同步的同時，通過信道跳頻提高抗干擾能力，適應工業(yè)場景復雜的電磁環(huán)境。

　　支持A/C類設備：LoRaLAN在資源調度上繼續(xù)保留LoRaWAN A/C類設備支持。

　　安全保障：升級了LoRaWAN的加密方案，采用基于AES128 CBC的加密技術，支持數據機密性和完整性保護，支持動態(tài)密鑰協商。

　　4網絡部署情況

　　目前LoRa聯盟已有500多個成員，在100多個國家提供服務，58加聯盟成員運營商在41個國家運營，67家公共網絡運營商。其全球網絡覆蓋情況如下圖所示：

　　5 LoRaWAN的應用

　　LoRaWAN的技術特點非常適用于企業(yè)級物聯網項目的應用，主要有以下幾個方面

　　?抄表(如：電表、氣表、水表)

　　農業(yè)(可用用于灌溉控制、環(huán)境監(jiān)測、動物跟蹤等)

　　追蹤(如：摩托車、自行車、汽車、集裝箱、兒童、寵物、貴重物品的追蹤)

　　智能電網(可用于：故障管理、電纜防盜、測量)

　　可穿戴和健康設備(如：醫(yī)療穿戴設備、可連接手環(huán)、狀態(tài)監(jiān)控、可連接衣服)

　　工業(yè)領域(如:地震感知、雪崩和洪水、加熱和交流電、設備狀態(tài)、森林火災、空氣污染、工人健康檢測等)

　　智能城市(可用于管理街燈、基礎設施監(jiān)控、垃圾監(jiān)控、廣告投放、智能停車、自動售貨機等)

　　互聯家庭(煙霧檢測、安防系統、智能家電、供暖、控制和監(jiān)測)

　　車載通信(交通信息、交通燈、車輛狀態(tài))

    （ 資料來源：艾森智能、芯思維      物聯傳媒整理發(fā)布 ）