LoRaWAN - protokół MAC dla dużych odległości

Czym jest LoRaWAN? Jeśli szukasz protokołu komunikacyjnego dla inteligentnych urządzeń lub sieci IoT, LoRaWAN jest technologią idealnie nadającą się do tego typu aplikacji. LoRaWAN to rozległa sieć dalekiego zasięgu (Long Range wide-area networks), która została zoptymalizowana pod kątem jak najmniejszego poboru energii. Oznacza to, że jest idealnym rozwiązaniem dla bezprzewodowych urządzeń końcowych zasilanych bateriami, będącymi częścią sieci IoT. Technologia ta jest w stanie zapewnić dwukierunkową szybkość transmisji danych na poziomie od 0.3 kbps do 50 kbps. Idealnie nadaje się do aplikacji czujnikowych, systemów ochrony, systemów pomiarowych, sterowania w przemyśle oraz inteligentnych domów i miast. W Amsterdamie powstała pierwsza sieć IoT sfinansowana przez miejscową społeczność, wykorzystująca 10 bramek LoRaWAN i pokrywająca zasięgiem prawie całe miasto. Technologia oferuje zasięg 2-5 km w miejscach zurbanizowanych oraz do 15 km w niezabudowanych. Pracuje w nielicencjonowanym paśmie sub-GHz wykorzystując modulację rozproszoną, dając również możliwość lepszej skalowalności w porównaniu z innymi systemami. LoRaWAN pracuje zazwyczaj topologii gwiazdy, a poszczególne bramki są przezroczystymi mostami, przekazującymi wiadomości pomiędzy urządzeniami końcowymi i centralnym serwerem lub chmurą. Bramy z jednej strony łączą się z serwerami (chmurami) za pomocą bardziej standardowych protokołów, takich jak Ethernet, 3G lub Wi-Fi, natomiast komunikacja z urządzeniami końcowymi odbywa się poprzez moduły LoRaWAN. Większość urządzeń zazwyczaj komunikuje się dwukierunkowo, jednakże LoRaWAN daje możliwość rozgłaszania (multicast), czyli komunikacji z wieloma urządzeniami jednocześnie umożliwiając rozbudowę węzłów lub nadawanie wiadomości alarmowych. Ta cecha jest szczególnie przydatna w implementacji sieci czujników w obszarach zagrożonych powodzią, mających na celu wczesne ostrzeganie mieszkańców przed nadchodzącym zagrożeniem. W celu zapewnienia bezpiecznego transferu poufnych danych, LoRaWAN wykorzystuje kilka poziomów szyfrowania. • Unique Network key (EUI64) • Unique Application key (EUI64) • Device specific key (EUI128) W zależności od zastosowania urządzenie końcowe może mieć różne klasy funkcjonalności. Klasa A - klasa urządzeń końcowych o najniższym poborze energii, w której urządzenie może nadawać (uplink) w dowolnym momencie, natomiast odbiór (downlink) następuje po zakończeniu transmisji. Klasa B – otwiera dodatkowe okno odbiorcze w zaplanowanym czasie poprzez synchronizowany beacon wysyłany przez bramę. Dzięki temu serwer wie, kiedy urządzenie końcowe nasłuchuje. Klasa C – klasa o najwyższym poborze energetycznym. Urządzenia w tej klasie mogą stale odbierać sygnał poza momentem, w których sygnał jest transmitowany. Artykuł uzyskany dzięki uprzejmości firmy © RS Components.