10 мифов о LoRaWAN

LoRaWAN – одна из самых востребованных LPWAN сетей в мире. Эта технология появилась сравнительно недавно, поэтому вокруг нее еще полно заблуждений. В этой статье даются ответы на самые важные вопросы и развеиваются основные мифы, сопровождающую LoRaWAN.

Заблуждение #1. LoRaWAN и LoRa одно и то же

LoRaWAN - это протокол связи и системная архитектура для сети. LoRa - это физический уровень радиосвязи, обеспечивающий непосредственно передачу данных.

Протокол LoRaWAN и сетевая архитектура напрямую влияют на срок службы батареи, пропускную способность сети, качество обслуживания, безопасность и разнообразие приложений, обслуживаемых сетью.

LoRa - технология, которая модулирует данные в электромагнитные волны. Технология использует метод Chirp Spread Spectrum (линейно-частотная модуляция), кодирующий данные в импульсы. Схожий метод передачи данных на протяжении десятилетий использовался в военной и космической связи.

Заблуждение #2. Сигнал в LoRaWAN невозможно передать на расстояние более 10 км

Диапазон распространения радиоволн в LoRaWAN зависит от множества факторов: возможности базовой станции, устройств, компонентов модулей и т.д. В условиях плотной городской застройки сигнал от одной базовой станции может преодолеть до 3 км. В сельских районах, где уровень помех в радиоэфире меньше, а также отсутствуют высотные здания, сигнал может преодолеть от 5-7 км.

Радиоволны в диапазоне от 400 до 900 МГц могут проходить через некоторые препятствия. Но тут многое зависит от материалов, из которых эти препятствия изготовлены. В условиях отсутствия физических препятствий, сигнал может достигать до горизонта. Как и в случае с мобильной связью, максимизации распространения сигнала в LoRaWAN можно добиться, если установить базовые станции на возвышенности: в горах, на крышах домов и т.д. Усилители сигнала позволяют увеличить дальность распространения.

Примечательно, что в сентябре 2017 года шар-зонд, поднявшийся на высоту 38 км, оборудованный подключенным радиомодулем LoRa, антенной и GPS-модулем, смог отправить данные на расстояние в 702 км.

Заблуждение #3. Устройство в сети LoRaWAN в автономном режиме точно проработает около десяти лет

Действительно, срок службы устройств от одного заряда аккумулятора может доходить до десяти лет. Сигналы LoRa не требуют большой мощности для генерации и передачи. Но здесь многое зависит от емкости самого аккумулятора, насколько часто устройство будет уходить в режим глубокого сна и т.д. Еще одним фактором является то, в каком режиме работает устройство.

Если оборудование задействовано для работы в двустороннем режиме (прием/передача), то заряд расходуется быстрее. Если устройство работает только на передачу, то это продлит срок автономной работы.

Заблуждение #4. LoRaWAN позволит делиться файлами в удаленной местности, где нет мобильной связи

Скорость передачи данных в сетях LoRaWAN чрезвычайно низка и зависит от типа модуляции. Максимальная скорость составляет 50 кбит/сек. Такая скорость может быть избыточной для большинства LoRaWANу-устройств, работа которых заключается в отправке чрезвычайно малых пакетов данных. Чем меньший объем данных передается, тем больше проработает устройство от одного заряда аккумулятора.

Заблуждение #5. Устройства LoRa могут только отправлять данные

Еще одной важной особенностью LoRaWAN стала способность поддерживать двунаправленную связь. Конечное устройство (датчик) может отправлять сообщения и принимать сообщения. Одним из ярких примеров использования двухполосной связи может стать размытие горного моста в удаленной местности, где не используются сети сотовой связи. Одно устройство LoRaWAN, закрепленное на опорах моста, передает данные о происшествии. Другое устройство, расположенное в домике спасателей, оповещает о необходимости скорректировать маршрут туристических групп.

Заблуждение #6. LoRaWAN небезопасна

Безопасность всегда была важным аспектом для любой беспроводной технологии. LoRaWAN использует два уровня безопасности: один для сети и второй – для приложения. Сетевая безопасность обеспечивает подлинность узла в сети. Уровень безопасности приложения защищает данные от несанкционированного доступа оператора. Шифрование AES используется с обменом ключами. Еще одно преимущество LoRaWAN состоит в том, что маломощные сигналы в линейно-частотной модуляции трудно не только обнаружить, но и перехватить.

Заблуждение #7. Получить доступ к LoRaWAN сети можно только за деньги

Для энтузиастов, которые интересуются работой LoRaWAN-сети, существует глобальное сообщество, которое состоит более чем из 25 тыс. человек, проживающих в пятистах городах мира. Эти люди используют бесплатную открытую сеть The Things Network. Для работы в этой сети новичкам потребуется конечные устройства. Энтузиасты не только запускают для работы в сети новые устройства, но и организуют работу базовых станций, предоставляя покрытие другим любителям.

Заблуждение #8. LoRaWAN предназначена только для мониторинга IIoT-датчиков

Возможно, изначально так и было. Однако теперь LoRaWAN не ограничивается простой диспетчеризацией состояния того или иного оборудования или сооружения, но и находит применение в интеллектуальных городах, в промышленном интернете и т.д.

Заблуждение #9. Для достаточно новых технологий проблемно получить поддержку

Стандарт LoRaWAN поддерживается большим количеством компаний, которые разрабатывают оборудование, ПО и предоставляют услуги. За довольно короткий срок, почти три года, в этот альянс вошло более 500 компаний.

Заблуждение #10. Невозможно отслеживать узлы LoRa без добавления приемников GPS

Интересной особенностью LoRaWAN является локализация без необходимости использования GPS. Для этого вычисляется время, потраченное устройством на отправку сообщения и получения сигнала от базовой станции. Правда, для этого необходимо, чтобы устройство было подключено к нескольким шлюзам. Приложение отслеживания, анализируя данные от нескольких шлюзов, вычисляет разницу во времени от поступления сигнала и вычисляет примерное расположение объекта.

Несколько фактов о LoRaWAN

LoRa – запатентованное частотное расширение частотного спектра. В 2008 году патент на технологию получила компания Cycleo (Франция), а в 2012 году Cycleo приобрела Semtech (США).

Для работы LoRaWAN не требуется получение лицензий на использование частот.

Оборудование в сети LoRaWAN работает по принципу асинхронной передачи. Такой режим работы предусматривает отправку данных, только когда устройству есть, что передавать. В остальное время оборудование пребывает в режиме сна и экономит заряд батареи. В архитектуре LoRa синхронизация с сетью не требуется.

LoRaWAN считается идеальной для приложений и устройств, которые нетребовательны к скоростям передачи данных и количестве отправляемых данных.

Услуги связи LoRaWAN доступны более чем в 40 странах мира и 250 городах мира.

Справка об Агентстве «Цифровая Россия»

Агентство «Цифровая Россия», которое организовал медиаресурс iot.ru – это сообщество экспертов и профессионалов, представляющих лучшие высокотехнологичные компании на рынке. Агентство предлагает заказчикам любого масштаба цифровые решения и продукты для оптимизации процессов и разработки новых бизнес-моделей. В практическом смысле это выражается в определении «цифровой» потребности клиента и интеграции наиболее подходящих решений.

Для кого работает Агентство?

Для всех, кому необходима цифровизация. Оборудовать дом умными счетчиками по сбору данных, установить датчики на производстве, оцифровать документооборот в компании, поставить умные остановки и умные фонари на улицах и многое другое – если перед вами стоит одна из подобных задач, то мы работаем для вас!

Все подробности и возможность оставить заявку - https://agency.iot.ru/