Zbirke

LoRa mrežna arhitektura: LoRaWAN

LoRa mrežna arhitektura: LoRaWAN

LoRa mreža koristi telekomunikacijsku mrežu nazvanu LoRaWAN koja osigurava usmjeravanje podataka s krajnjeg čvora putem LoRaWAN pristupnika do potrebnih entiteta. LoRaWAN također definira način na koji se podaci šalju po mreži, detaljno opisujući odgovore pristupnika LoRaWAN-a i mrežnog poslužitelja LoRa.

Na isti način na koji stanična mreža ima ožičenu mrežu ili jezgru mreže, ima to i LoRa koji se često naziva LoRaWAN.

LoRa mrežna arhitektura

LoRa mreža sastoji se od nekoliko elemenata:

  • Krajnje točke: Krajnje točke su elementi LoRa mreže u kojima se vrši senzacija ili kontrola. Obično su udaljeni.
  • LoRa pristupnik: Gateway prima komunikacije s krajnjih točaka LoRa, a zatim ih prenosi na backhaul sustav. Ovaj dio LoRa mreže može biti Ethernet, stanični ili bilo koji drugi telekomunikacijski link žični ili bežični. Pristupnici su povezani s mrežnim poslužiteljem pomoću standardnih IP veza. Na taj način podaci koriste standardni protokol, ali se mogu povezati s bilo kojom telekomunikacijskom mrežom, bilo javnom ili privatnom. S obzirom na sličnost LoRa mreže s mrežom mobilne mreže, LoRaWAN pristupnici često mogu biti smješteni zajedno s baznom staničnom stanicom. Na taj su način u mogućnosti koristiti slobodne kapacitete na backhaul mreži.
  • LoRa mrežni poslužitelj: LoRa mrežni poslužitelj upravlja mrežom i kao dio svoje funkcije djeluje na uklanjanje dupliciranih paketa, raspoređuje potvrdu i prilagođava brzine prijenosa podataka. S obzirom na način na koji se može implementirati i povezati, olakšava postavljanje LoRa mreže.
  • Udaljeno računalo: udaljeno računalo tada može kontrolirati radnje krajnjih točaka ili od njih prikupljati podatke - LoRa mreža je gotovo prozirna.

Što se tiče stvarne arhitekture LoRa mreže, čvorovi su obično u topologiji zvijezda-zvijezda s pristupnicima koji čine prozirni most. Te poruke prenose između krajnjih uređaja i središnjeg mrežnog poslužitelja u pozadini.

Komunikacija s čvorovima krajnje točke općenito je dvosmjerna, ali također je moguće podržati multicast operaciju, a to je korisno za značajke kao što su nadogradnje softvera i slično ili druge poruke masovne distribucije.

LoRaWAN klase krajnjih točaka

LoRa krajnje točke imaju mnogo različitih potreba. Prema tome LoRaWAN podržava tri klase krajnjih točaka:

  • Klasa A - dvosmjerni krajnji uređaji:LoRaWAN uređaji krajnje točke klase A pružaju dvosmjernu komunikaciju. Da bi se to postiglo, nakon svakog prijenosa krajnje točke slijede dva kratka prozora za primanje nizlazne veze. Prorez za prijenos koji je zakazala određena krajnja točka temelji se na potrebama krajnje točke, a također postoji i mala varijacija utvrđena pomoću slučajne vremenske osnove.

    LoRa klasa A nudi opciju s najmanjom snagom za krajnje točke kojima je potrebna samo komunikacija prema dolje s poslužitelja ubrzo nakon što krajnji uređaj pošalje prijenos uzlazne veze. Komunikacija donje veze s poslužitelja u bilo koje drugo vrijeme pričekajte do sljedećeg zakazanog vremena uzlazne veze.

  • Klasa B - dvosmjerni krajnji uređaji s predviđenim utorima za prijem:Uređaji LoRa klase B pružaju funkcionalnost klase A, a uz to otvaraju dodatne prozore za prijem u zakazano vrijeme. Da bi postigla potrebnu sinkronizaciju s mreže, krajnja točka prima vremenski sinkronizirani Beacon s pristupnika. To omogućuje poslužitelju da zna kada krajnji uređaj sluša.
  • Klasa C - dvosmjerni krajnji uređaji s maksimalnim ulaznim utorima:Uređaji LoRa klase C nude gotovo neprekidno otvorene prozore za prijam. Zatvorili su se samo kad krajnja točka odašilje. Ova vrsta krajnje točke prikladna je tamo gdje su potrebne velike količine podataka za primanje, a ne za prijenos.

LoRa poruke

Kad se poruke putem LoRaWAN mreže prenose krajnjim uređajima, primaju ih sve osnovne stanice LoRa koje su u dometu. Ova sposobnost povećava otpornost mreže, poboljšavajući broj poruka koje su uspješno primljene.

Iako posjedovanje više baznih stanica LoRa na nekom području povećava kapitalne izdatke za uvođenje, to poboljšava performanse i prilikom planiranja mreže treba napraviti kompromis između izvedbe i troškova.

LoRa poslužitelj filtrira suvišne ili višestruke instance prijema u mreži, a to također omogućuje provjeru sigurnosti poruka.

LoRa poslužitelj također šalje potvrde krajnjem uređaju, kao i poruku na odgovarajući aplikacijski poslužitelj.

Uz sve ovo, LoRa poslužitelj također može pružiti informacije o lokaciji krajnjih uređaja. Koristi tehniku ​​koja se naziva TDOA, vremenska razlika dolaska i to se može postići jer postoji vrlo precizna vremenska sinkronizacija između različitih baznih stanica.

Sposobnost mreže LoRa da prihvati višestruki prijem istih poruka od različitih baznih stanica također pomaže u primopredaji između baznih stanica ako je čvor mobilan.

LoRa mrežna sigurnost

Pitanje mrežne sigurnosti postaje sve važnije. Kao takve LoRa mreže zahtijevaju visoku razinu zaštite kako bi se spriječilo ometanje bilo kojeg sustava.

Da bi se postigle potrebne razine sigurnosti za LoRa mreže, korišteno je nekoliko slojeva šifriranja:

  • Jedinstveni mrežni ključ (EUI64) i osigurava sigurnost na mrežnoj razini
  • Jedinstveni aplikacijski ključ (EUI64) osigurava sigurnost od kraja do kraja na razini aplikacije
  • Ključ za uređaj (EUI128)

Primjena ovih slojeva šifriranja osigurava da LoRa mreža ostane dovoljno sigurna.

LoRaWAN mreža pruža potrebnu povezanost, omogućavajući krajnjim točkama LoRa da prenose podatke preko bežičnog sučelja do pristupnika i potom do željenog odredišta.

Teme bežičnog i žičnog povezivanja:
Osnove mobilne komunikacije2G GSM3G UMTS4G LTE5GWiFiIEEE 802.15.4DECT bežični telefoniNFC- Komunikacija na blizinuOsnove umrežavanjaŠto je CloudEthernetSerijalni podaciUSBSigFoxLoRaVoIPSDNNFVSD-WAN
Vratite se na bežično i žično povezivanje


Gledaj video: Getting Started with LoRa. Tutorial (Siječanj 2022).