×
行业应用 > 网络通信 > 详情

详解物联网低功耗广域网络技术

发布时间:2022-09-19 发布时间:
|

  物联网希望通过通信技术将人与物,物与物进行连接。在智能家居、工业数据采集等局域网通信场景一般采用短距离通信技术,但对于广范围、远距离的连接则需要远距离通信技术。LPWAN技术正式为满足物联网需求应运而生的远距离无线通信技术。

  提到远距离无线通信,你可能会有疑问不是有移动蜂窝通信技术吗?的确,目前全球电信运营商已经构建了覆盖全球的移动蜂窝网络,然而2G、3G、4G等蜂窝网络虽然覆盖距离广,但基于移动蜂窝通信技术的物联网设备有功耗大、成本高等劣势。当初设计移动蜂窝通信技术主要是用于人与人的通信。根据权威的分析报告,当前全球真正承载在移动蜂窝网络上的物与物的连接仅占连接总数的6%。如此低的比重,主要原因在于当前移动蜂窝网络的承载能力不足以支撑物与物的连接。

  LPWAN(Low Power Wide Area Network),低功耗广域网络,专为低带宽、低功耗、远距离、大量连接的物联网应用而设计。

  LPWA可分为两类:一类是工作于未授权频谱的LoRa、SigFox等技术;另一类是工作于授权频谱下,3GPP支持的2/3/4G蜂窝通信技术,比如EC-GSM、LTE Cat-m、NB-IoT等。

  物联网低功耗广域网络(LPWAN)技术全面详解

  接下来小编为你带来LPWA的两类技术详解:

  LoRa

  LoRa并不是一个陌生的技术,它目前应用最为广泛的LPWAN网络技术之一,这一协议源于SemTech公司,该公司计划将逐步授权其他源文件。

  LoRa无线技术的主要特点:

  长距离:1 ~ 20 km;

  节点数:万级,甚至百万级;

  电池寿命:3~10年;

  数据速率0.3~50kbps。

  LoRa作为一种无线技术,基于Sub-GHz的频段使其更易以较低功耗远距离通信,可以使用电池供电或者其他能量收集的方式供电。较低的数据速率也延长了电池寿命和增加了网络的容量。LoRa信号对建筑的穿透力也很强。LoRa的这些技术特点更适合于低成本大规模的物联网部署。

  在城市里,一般无线距离范围在1~2公里,郊区或空旷地区,无线距离会更远些。网络部署拓扑布局可以根据具体应用和和场景设计部署方案。LoRa适合于通信频次低,数据量不大应用。一个网关可以连接多少个节点或终端设备,按照Semtech官方的解释:一个SX1301有8个通道,使用LoRaWAN协议每天可以接受约150万包数据。如果你的应用每小时发送一个包,那么一个SX1301网关可以处理大约62500个终端设备。

  LoRa应用

  从目前的LoRa应用情况来看,主要有数据透传和LoRaWAN协议应用。目前还是用LoRa作为数据透传的多,由于网关技术和开发的门槛比较高,使用LoRaWAN协议组网的应用还是比较少。

  从LoRa网络应用方面看,有大网和小网之分。小网是指用户自设节点、网关和服务器,自成一个系统网络;大网就是大范围基础性的网络部署,就像中国移动的通信网络一样。从LoRa行业从业者来看,有不少电信运营商也参与其中。随着LoRa设备和网络的增多,相互之间的频谱干扰是存在的,这就对通信频谱的分配和管理提出了要求,需要一个统一协调管理的机制,一个大网的管理。

  LoRa应用需要考虑的几个问题:

  距离或范围;

  供电或功耗;

  节点数;

  应用场景;

  成本。

  相对于其他无线技术(如Sigfox、NB-IOT等),LoRa产业链较为成熟、商业化应用较早。此前,Microchip公司宣布推出支持LoRa的通信模组,法国Bouygues电信运营商宣布将建设一张新的LoRa网络。Semtech也与一些半导体公司(如ST,Microchip等)合作提供芯片级解决方案,有利于客户获得LoRa产品并采用LoRa无线技术并实现物联网应用。

  另外,LoRa联盟已于今年年初成立,是LPWAN领域第一个产业联盟,旨在通过构建生态系统的方式推动LoRa的普及。


『本文转载自网络,版权归原作者所有,如有侵权请联系删除』

热门文章 更多
一篇文章带你了解CSS基础知识和基本用法