什么是LoRa網關?LoRa優勢在于什么?

　　LoRa是一種低功耗長距離的無線通信技術，LoRa無線傳輸的特點就是可以支持多節點傳輸、功耗低、抗干擾性強，傳輸距離可達15km以上，目前，LoRa主要在全球免費頻段運行，包括433/868/915MHz等。而LoRa技術又包括LoRaWAN協議和LoRa協議。

　　LoRa僅包含鏈路層協議，非常適用于節點間的P2P通信;LoRaWAN同時包含網絡層，可以將信息發送到任何已連接到云平臺的基站。同時LoRa模塊比LoRaWAN模塊便宜。

　　LoRaWAN是一個開放標準，它定義了基于LoRa芯片的LPWAN技術的通信協議。 LoRaWAN在數據鏈路層定義媒體訪問控制(MAC)，由LoRa聯盟維護。 LoRa和LoRaWAN之間的這種區別很重要，因為Link Labs等其他公司在LoRa芯片的頂部使用專有的MAC層來創建混合設計，在Link Labs案例中稱為Symphony Link。LoRaWAN是一種星型或對星型拓撲結構，星型拓撲通過網關將消息傳到中央服務器，每個末端節點將數據傳輸到多個網關，然后網關將數據發送到網絡服務器，在網絡服務器執行冗余檢測、安全檢查和消息調度。

　　優勢在于：

　　1. 更簡單地跟蹤：由于終端節點向多個網關發送數據，因此不需要網關到網關的通信，這簡化了終端節點移動跟蹤應用的邏輯。

　　2. 更好的公共網絡：這種不對稱的關系讓中央服務器來解決碰撞問題，所以LoRaWAN可能更適合部署在公共網絡。

　　LoRa網絡架構

　　LoRa網絡主要由終端(可內置LoRa模塊)、網關(或稱基站)、網絡服務器以及應用服務器組成。應用數據可雙向傳輸。

　　LoRaWAN網絡架構是一個典型的星形拓撲結構，在這個網絡架構中，LoRa網關是一個透明傳輸的中繼，連接終端設備和后端中央服務器。終端設備采用單跳與一個或多個網關通信。所有的節點與網關之間均是雙向通信。

　　LoRa終端設備

　　LoRa的終端節點可以是各種設備，比如LoRa網關、LoRa閥門控制器、LoRa數傳模塊、LoRa測控終端、LoRa無線采集模塊等，共同構建基于LoRa通訊的無線網絡。

　　LoRa網絡將終端設備劃分成A/B/C三類：

　　ClassA：雙向通信終端設備。這類終端設備允許雙向通信，每一個終端設備上行傳輸會伴隨著兩個下行接收窗口。終端設備的傳輸時隙是基于其自身通信需求，其微調基于ALOHA協議。

　　ClassA設備的功耗最低，基站下行通信只能在終端上行通信之后。

　　ClassB：具有預設接收時隙的雙向通信終端設備。這一類的終端設備會在預設時間中開放多余的接收窗口，為了達到這一目的，終端設備會同步從網關接收一個Beacon，通過Beacon將基站與模塊的時間進行同步。

　　ClassB終端可以使基站知道終端正在接收數據。

　　ClassC：具有最大接收窗口的雙向通信終端設備。這一類的終端設備持續開放接收窗口，只在傳輸時關閉。

　　ClassC設備擁有最長的接收窗口，也最耗電。

　　什么是LoRa網關?

　　LoRa網關又稱LoRa基站，是一種利用LoRa無線調制技術實現遠距離數據傳輸的網關設備。產品采用工業級32位專用網絡處理器和高速4G無線通信模塊設計，支持APN/VPDN無線專網，支持LoRaWAN通信規范，支持GPS高精度時鐘同步，具有多頻多- 通道并發處理能力。

　　LoRa網關位于LoRa星型網絡的核心，是終端與服務器(Server)之間的信息橋梁，是多通道收發器。 LoRa 網關有時稱為 LoRa 基站或 LoRa 集中器。盡管定義不同，但實際上它們的含義相同。

　　LoRa網關使用不同的擴頻因子，而兩組不同的擴頻因子是正交的，所以理論上可以在同一個無線信道中調制解調幾個不同擴頻因子的數據信號。網關與云服務器按照標準IP連接，終端按單跳與一個或多個網關通信。所有的終端通訊都是雙重通訊。此外，系統還對遠程控制和升級軟件進行了升級。

　　網關分類：當前網關的類型和定義不同。

　　例如，根據應用場景的不同，可以分為室內網關和室外網關;

　　按通信方式可分為全雙工網關和半雙工網關;

　　根據設計標準，可以分為完全兼容的LoRaWAN協議網關和非LoRaWAN協議網關。

　　(2)網關容量：網關容量是指網關在一定時間內接收數據包數量的能力。理論上，LoRa網關支持LoRaWAN大容量、組網靈活、低成本大規模項目部署等優勢。 LoRa網絡可接入數千個節點，數量可根據項目需要靈活增減，網絡具有良好的可擴展性。元器件成本低，免通訊費，整體運營成本低，大型項目優勢明顯。

　　特點

　　覆蓋范圍：單個LoRa網關的覆蓋距離一般在3-5km范圍內，廣域甚至可以達到15km以上。

　　低功耗：充電電池供電系統可支持多年甚至十年以上。

　　大容量：LoRa網關由于終端無連接的特點，可以提供20000多個終端連接。

　　低成本：通信網絡的成本極低，也適用于數據的窄帶傳輸。

　　安全系數：安全系數高。

　　優點：

　　LoRa網絡具有傳輸距離遠，工作功耗低，組網節點多，抗干擾性強，低成本等特點。

　　傳輸距離遠：靈敏度-148dBm，通訊距離可達幾千米

　　工作能耗低：Aloha方法有數據時才連接，電池可工作幾年

　　組網節點多：組網方式靈活，可以連接多個節點

　　抗干擾性強：協議里面有LBT的功能，基于aloha的方式，有自動的頻點跳轉和速率自適應功能

　　低成本：非授權頻譜，節點/終端成本低

　　缺點：

　　LoRa網絡有諸多優點，但也有一定缺點。

　　頻譜干擾：隨著LoRa的不斷發展，LoRa設備和網絡部署不斷增多，相互之間會出現一定的頻譜干擾。

　　需要新建網絡：LoRa在布設過程中，需要用戶自己組建網絡。

　　有效負載較小：LoRa傳輸數據有效負載比較小，有字節限制。

　　目前，LoRa模塊廣泛應用于可工業現場復雜、大容量的組網需求，主要應用于智慧路燈、智慧樓宇、智慧社區、智慧消防、智慧農業、工業物聯網等多個領域，是組件物聯網系統必不可少的設備。