上期我們講了lora技術物理層的特點，這期我們來講解剩下的什么是lorawan協(xié)議、lora網(wǎng)絡規(guī)劃與部署、lora的應用案例以及l(fā)ora安全性與隱私保護四個部分中的lorawan協(xié)議。
Lorawan（Long Range Wide Area Network）是一種專為低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN）設計的開放標準通信協(xié)議，主要用于物聯(lián)網(wǎng)（IoT）設備。它使用LoRa調(diào)制技術作為物理層，而lorawan作為Mac層。由于lora技術利用線性調(diào)頻擴頻信號傳輸方式，因此能夠?qū)崿F(xiàn)遠距離、低功耗和高抗干擾的數(shù)據(jù)傳輸，使用lorawan協(xié)議的設備具有以下6個特點。
由于lorawan使用了lora技術作為物理層進行傳輸，因此能夠提供顯著超過一般無線調(diào)制傳輸技術（如FSK、GFSK等）的通訊距離，在城市、森林等復雜環(huán)境中可達到數(shù)公里，而在郊區(qū)、戈壁等視野開闊地帶，甚至可以覆蓋十幾公里以上，非常適合在智慧路燈，智慧城市等應用場景下使用。
Lorawan使用的lora傳輸技術針對電池供電的需求進行了優(yōu)化，具有長時間休眠和短暫喚醒的機制，能夠在數(shù)據(jù)到來時喚醒接收數(shù)據(jù)，發(fā)送完數(shù)據(jù)后進入休眠，允許終端節(jié)點可以在極低的功耗下長時間運行，非常適合使用電池供電的傳感器網(wǎng)絡。
Lorawan網(wǎng)絡是由終端節(jié)點、網(wǎng)關、網(wǎng)絡服務器以及應用服務器組成的。其中終端節(jié)點是Lorawan網(wǎng)絡中最基本的組成部分，通常由傳感器和執(zhí)行器等物聯(lián)網(wǎng)設備構成。這些設備使用LoRa調(diào)制技術進行長距離、低功耗的數(shù)據(jù)傳輸。
而LoRa網(wǎng)關則是作為連接物理層（LoRa）與網(wǎng)絡層（IP網(wǎng)絡）之間的橋梁。它接收來自多個終端節(jié)點的LoRa信號，并將這些信號轉(zhuǎn)換成IP數(shù)據(jù)包，通過以太網(wǎng)或4G網(wǎng)絡轉(zhuǎn)發(fā)至網(wǎng)絡服務器。得益于LoRa調(diào)制技術的多址接入機制和良好的信道編碼效率，LoRa網(wǎng)關覆蓋范圍廣，并且可以同時處理多個終端節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)。
網(wǎng)絡服務器也是Lorawan協(xié)議重要的一環(huán)。網(wǎng)絡服務器負責管理和維護整個Lorawan網(wǎng)絡，能夠解碼和驗證從網(wǎng)關接收的Lorawan協(xié)議數(shù)據(jù)包，對終端節(jié)點的入網(wǎng)、激活、密鑰管理及安全認證進行處理并將處理后的Lorawan協(xié)議數(shù)據(jù)路由到正確的應用服務器。此外，網(wǎng)絡服務器還能優(yōu)化頻譜資源利用，對數(shù)據(jù)速率、頻道進行選擇分配。
最后，應用服務器專注于實現(xiàn)特定業(yè)務邏輯和數(shù)據(jù)分析，對接收到的終端數(shù)據(jù)進行進一步處理。它提供了API接口給上層應用程序或者用戶界面，允許用戶監(jiān)控設備狀態(tài)、控制設備行為以及分析收集到的數(shù)據(jù)。
在Lorawan網(wǎng)絡中，終端設備使用單跳和多跳的方式將數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)關，再由網(wǎng)關將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至網(wǎng)絡服務器進行處理和路由，最后應用服務器將數(shù)據(jù)進一步處理并顯示到用戶界面。
Lorawan協(xié)議定義了多種設備類別（Class A、Class B、Class C），每種類別具有不同的通信策略和能耗特性，以適應不同應用場景的需求。A類設備能夠雙向通信，并且發(fā)送數(shù)據(jù)后自動進入休眠狀態(tài)，在預設的時間窗口監(jiān)聽來自服務器的回應。B類設備除了擁有A類特性以外，還增加了定期接收窗口，以用于定時同步和上行鏈路命令。C類設備則始終保持對下行鏈路的監(jiān)聽，提供更快的響應時間，對比其他類型，C類設備功耗相對較高。
Lorawan協(xié)議采用了AES-128加密算法確?？罩袛?shù)據(jù)的安全傳輸，即使被有心人截取也很難解密出其中的數(shù)據(jù)，并且lorawan還具有網(wǎng)絡接入認證和消息完整性校驗功能，保證了LoRa通信的安全性和隱私保護。
Lorawan協(xié)議部署靈活主要體現(xiàn)在以下幾個方面。
1、頻譜靈活。Lorawan模組可以運行在全球多個免許可頻段上，如歐洲的868 MHz、美國的915 MHz以及其他許多國家和地區(qū)的相應頻段。這種頻譜的靈活性使得Lorawan網(wǎng)絡可以根據(jù)所在地區(qū)的法規(guī)要求靈活部署。
2.、網(wǎng)絡拓撲結構靈活。Lorawan網(wǎng)絡采用星型拓撲結構，這種結構允許在各種地理環(huán)境中輕松部署，無論是在密集的城市環(huán)境還是廣闊的農(nóng)村地區(qū)，都能夠根據(jù)實際情況調(diào)整設備布局和網(wǎng)絡覆蓋。
3、私有和公共網(wǎng)絡部署。Lorawan網(wǎng)絡既可以由運營商提供公共服務，也可由企業(yè)自行建立私有網(wǎng)絡。這給予了使用者極大的部署自由度，既可以享受到公有網(wǎng)絡的便利，也可以根據(jù)自身數(shù)據(jù)安全和隱私保護的需求定制私有網(wǎng)絡。
4、 模塊化和可擴展性。Lorawan網(wǎng)絡的構建具有很強的模塊化和可擴展性，可以根據(jù)項目規(guī)模和預算需求，從簡單的幾臺設備擴展到包含數(shù)千乃至數(shù)百萬臺終端設備的大規(guī)模網(wǎng)絡，而且在擴容過程中不需要對原有網(wǎng)絡做大的改動。
5、 易于部署和維護。由于Lorawan的傳輸距離遠，減少了所需的基站數(shù)量，使得網(wǎng)絡部署成本較低，同時，設備安裝簡單，維護便捷，特別適合大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)應用的部署。
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