物联网除了连接家庭联网、办公空间外,还要连接远程环境下的设备。在远程环境下M2M传输覆盖范围限制常导致无法访问、需要电源连接。
LPWA解决方案—LoRAWAN和3GPP(LTE Cat M1和Cat NB1)的开放标准是专门针对这些物联网连接过程遇到的障碍提出的最优解决方案。
名词解释
M2M
“M2M”概念由通信行业提出,指不具备信息化能力的设备通过移动通信网络(无线网络)与其他设备或信息系统(IT系统)通信。此后,又延伸出 “人与机器(man-to-machine)”或“机器与人”的概念。总体来说指人、设备、信息系统,三者之间的信息互通和互动。
M2M强调通信实现,网络在其技术框架中处于核心地位。通过“无线连接”的技术、,实现“端到端”的连接。
LPWA
LPWAN(Low-Power Wide-AreaNetwork,低功率广域网络)也称为LPWA(Low-Power Wide-Area) 或LPN(Low-Power Network,低功率网络),是一种用在物联网(例如以电池为电源的感测器),用低比特率进行长距离通讯的无线网络。
低电量需求、低比特率与使用时机可以用来区分LPWAN与无线广域网络,无线广域网络被设计来连接企业或用户,可以传输更多资料但也更耗能。
LPWAN每个频道的传输速率介于0.3 kbit/s 到 50 kbit/s之间。
LoRaWAN&LoRa
LoRaWAN是一种最流行且被广泛部署的LPWA通信标准。在ISM(工业,科学,医疗)频段使用未经许可的无线电频谱,频率约为900MHz或430Mhz(世界各地的精确频率各不相同)。
企业使用未经许可的频谱意味着可以轻松为企业提供专用网络。
LoRaWAN定义了网络的通信协议和系统架构, LoRa描述了无线电层。
LoRa使用Chirp Spread Spectrum(CSS)调制,既节能又提供比传统替代品更长的范围。
由于范围和干扰的稳健性,CSS已经在军事和空间通信中使用了数十年,但是LoRa是第一个可用于商业用途的低成本实现。
LoRaWAN技术优势
LoRaWAN解决方案被广泛应用,如阿里的IOT智能平台即使用了LoRaWAN技术。那么,选择LoRaWAN做为物联产品的底层通信解决方案有什么好处呢?
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智能设备覆盖范围广
智能设备在开放区域可以与最远15公里网关进行通信。在城市中,可以与5公里范围网关进行通信。
也就是说,单个网关可覆盖700平方公里内的所有设备。
同时,覆盖范围还可以延伸到室内,到达地下室或街道以下的服务管道。
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低功耗与使用寿命
LoRaWAN数据传输和接收仅需要低电流(低于50 mA),大大降低设备功耗,一次充电设备甚至可长达十年使用寿命,减少支持、维护成本。
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节省成本
“覆盖范围广+较低成本网关”降低了LoRaWAN网络部署的成本。设备,通信模块价格在60-100元范围,未经许可频谱连接成本仅为600-1000元/年。
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定位服务
特定设备信号可以被多个网关接收,可以根据每个基站的信号强度、信号到达时间等计算设备位置,实现基于定位的服务,用于跟踪或对设备进行地理围栏。
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深度穿透
LoRa无线电调制允许深度室内穿透,增加了到达位于地下的水表或煤气表的传感器的能力
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无需获取频率许可
LoRaWAN网络部署在免费的ISM频段(EU 868,AS 923,US915 Mhz)上,允许任何服务提供商或公司部署和运营LoRaWAN网络,而无需获得频率的许可证。
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快速搭建和商用
LoRaWAN开放标准+无成本运行频率+低成本基站,使运营商能够在短短几个月以最少投资推出网络。
双向通信支持各种需要上行链路和下行链路的用例:例如,街道照明,智能灌溉,能源优化或家庭自动化。
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一站式管理
LoRaWAN网络支持多种垂直解决方案,允许服务提供商使用一个平台和标准来管理各种用例,如智能建筑,精准农业,智能计量或智能城市。
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