Koleksi

Senibina Rangkaian LoRa: LoRaWAN

Senibina Rangkaian LoRa: LoRaWAN

Rangkaian LoRa menggunakan rangkaian telekomunikasi yang disebut LoRaWAN yang menyediakan perutean data dari simpul akhir melalui gerbang LoRaWAN ke entiti yang diperlukan. LoRaWAN juga menentukan cara pengiriman data di seluruh rangkaian, memperincikan respons dari gateway LoRaWAN, dan pelayan rangkaian LoRa.

Dengan cara yang sama bahawa rangkaian selular mempunyai rangkaian berwayar atau rangkaian teras, begitu juga LoRa yang sering disebut sebagai LoRaWAN.

Senibina rangkaian LoRa

Rangkaian LoRa terdiri daripada beberapa elemen:

  • Titik akhir: Titik akhir adalah elemen rangkaian LoRa di mana penginderaan atau kawalan dilakukan. Mereka biasanya berada jauh.
  • Gerbang LoRa: Gerbang menerima komunikasi dari titik akhir LoRa dan kemudian memindahkannya ke sistem backhaul. Bahagian rangkaian LoRa ini boleh menjadi Ethernet, selular atau pautan telekomunikasi lain secara berwayar atau tanpa wayar. Pintu masuk disambungkan ke pelayan rangkaian menggunakan sambungan IP standard. Dengan cara ini data menggunakan protokol standard, tetapi dapat dihubungkan ke rangkaian telekomunikasi mana pun, sama ada awam atau swasta. Memandangkan persamaan rangkaian LoRa dengan rangkaian selular, gerbang LoRaWAN sering kali terletak bersama dengan stesen pangkalan selular. Dengan cara ini mereka dapat menggunakan kapasiti ganti pada jaringan backhaul.
  • Pelayan Rangkaian LoRa: Pelayan rangkaian LoRa menguruskan rangkaian dan sebagai sebahagian fungsinya berfungsi untuk menghilangkan paket pendua, pengakuan jadual, dan menyesuaikan kadar data. Memandangkan cara ia dapat digunakan dan dihubungkan, menjadikannya sangat mudah untuk menggunakan rangkaian LoRa.
  • Komputer jauh: komputer jauh kemudian dapat mengawal tindakan titik akhir atau mengumpulkan data daripadanya - rangkaian LoRa hampir telus.

Dari segi seni bina sebenar untuk rangkaian LoRa, simpul biasanya berada dalam topologi bintang-bintang dengan pintu gerbang membentuk jambatan lutsinar. Mesej penyampaian antara peranti akhir dan pelayan rangkaian pusat di bahagian belakang.

Komunikasi ke node titik akhir umumnya bersifat dua arah, tetapi juga mungkin untuk menyokong operasi multicast, dan ini berguna untuk ciri seperti peningkatan perisian dan seumpamanya atau mesej pengedaran massa yang lain.

Kelas titik akhir LoRaWAN

Terdapat banyak keperluan berbeza untuk titik akhir LoRa. Oleh itu, LoRaWAN menyokong tiga kelas titik akhir:

  • Kelas A - peranti akhir dua arah:Perisian titik akhir kelas A LoRaWAN menyediakan komunikasi dua arah. Untuk mencapai ini, setiap penghantaran titik akhir diikuti oleh dua tetingkap penerimaan pautan bawah. Slot penghantaran yang dijadualkan oleh titik akhir tertentu berdasarkan pada keperluan titik akhir dan juga terdapat variasi kecil yang ditentukan menggunakan waktu waktu rawak.

    Operasi LoRa Class A memberikan pilihan kuasa terendah untuk titik akhir yang hanya memerlukan komunikasi downlink dari pelayan sejurus selepas alat akhir menghantar transmisi pautan atas. Komunikasi pautan bawah dari pelayan pada bila-bila masa tunggu sehingga masa kenaikan pautan berjadual seterusnya

  • Kelas B - peranti akhir dua arah dengan slot penerimaan berjadual:Peranti LoRa Class B menyediakan fungsi Kelas A dan selain itu mereka membuka tetingkap penerimaan tambahan pada waktu yang dijadualkan. Untuk mencapai penyegerakan yang diperlukan dari rangkaian, titik akhir menerima Beacon diselaraskan masa dari pintu masuk. Ini membolehkan pelayan mengetahui bila peranti akhir mendengar.
  • Kelas C - peranti akhir dua arah dengan slot penerimaan maksimum:Peranti LoRa Class C menyediakan tetingkap penerimaan yang terbuka secara berterusan. Mereka hanya ditutup ketika titik akhir dihantar. Jenis titik akhir ini sesuai di mana sejumlah besar data diperlukan untuk diterima dan bukannya dihantar.

Pemesejan LoRa

Apabila mesej dihantar melalui rangkaian LoRaWAN oleh peranti akhir, ia akan diterima oleh semua stesen pangkalan LoRa yang berada dalam jangkauan. Keupayaan ini meningkatkan daya tahan rangkaian, meningkatkan jumlah mesej yang berjaya diterima.

Walaupun mempunyai banyak stesen pangkalan LoRa di suatu daerah meningkatkan pengeluaran modal penyebaran, ia meningkatkan prestasi dan ketika merancang jaringan, pertukaran perlu dilakukan antara prestasi dan biaya.

Contoh penerimaan berlebihan atau banyak disaring di rangkaian oleh pelayan LoRa, dan ini juga memberikan pemeriksaan keselamatan mesej.

Pelayan LoRa juga mengirim ucapan terima kasih ke perangkat akhir, serta mengirim pesan ke pelayan aplikasi yang sesuai.

Sebagai tambahan kepada semua ini, pelayan LoRa juga dapat memberikan maklumat lokasi mengenai peranti akhir. Ia menggunakan teknik yang disebut TDOA, perbezaan waktu kedatangan dan ini dapat dicapai kerana terdapat penyelarasan waktu yang sangat tepat antara stesen pangkalan yang berbeza.

Keupayaan rangkaian LoRa untuk menampung penerimaan banyak mesej yang sama oleh stesen pangkalan yang berbeza juga membantu penyerahan antara stesen pangkalan sekiranya nod bergerak.

Keselamatan rangkaian LoRa

Isu keselamatan rangkaian menjadi semakin penting. Oleh itu, rangkaian LoRa memerlukan tahap keselamatan yang tinggi untuk mengelakkan gangguan sistem apa pun.

Untuk mencapai tahap keselamatan yang diperlukan untuk rangkaian LoRa, beberapa lapisan penyulitan telah digunakan:

  • Kunci Rangkaian Unik (EUI64) dan memastikan keselamatan di peringkat rangkaian
  • Kunci Aplikasi Unik (EUI64) memastikan keselamatan dari akhir ke tahap pada aplikasi
  • Kekunci khusus peranti (EUI128)

Menggunakan lapisan penyulitan ini memastikan bahawa rangkaian LoRa tetap cukup selamat.

Rangkaian LoRaWAN menyediakan sambungan yang diperlukan, yang membolehkan titik akhir LoRa menyampaikan data melalui antara muka tanpa wayar ke pintu masuk dan kemudian menuju ke destinasi yang diperlukan.

Topik Kesambungan Tanpa Wayar & Berwayar:
Asas Komunikasi Mudah Alih2G GSM3G UMTS4G LTE5GWiFiIEEE 802.15.4DECT tanpa kabel
Kembali ke Kesambungan Tanpa Wayar & Berwayar


Tonton videonya: Introduction to LoRaWAN and The Things Network (Januari 2022).