Почему Лора такой «бог»?

Глобальная сеть с низким энергопотреблением (LPWAN), то есть глобальная сеть с низким энергопотреблением, в основном используется для связи между устройствами.Эта технология связи имеет характеристики широкого покрытия сети и низкого энергопотребления терминалов и больше подходит для крупномасштабных Развертывание приложений Интернета вещей. В частности, включая NB-IoT, LoRa, Sigfox и eMTC. Среди них в последние годы широкую популярность получили NB-IoT и LoRa.

В этом выпуске мы познакомимся с самой широко используемой технологией — LoRa.

LoRa — это технология беспроводной передачи данных на большие расстояния, основанная на технологии расширения спектра. На самом деле это одна из многих технологий связи LPWAN. Впервые она была принята и продвигается американской компанией Semtech. Это решение предоставляет пользователям простые средства достижения беспроводной связи на большие расстояния с низким энергопотреблением. В настоящее время LoRa в основном работает в диапазоне частот ISM, в основном включая 433, 868, 915 МГц и т. д. Технология беспроводной передачи LoRa, являющаяся типом маломощной технологии связи в глобальной сети, имеет преимущества более широкого радиочастотного диапазона связи и большей дальности передачи при том же энергопотреблении. Расстояние связи в 3-5 раз больше, чем у традиционной беспроводной технологии.

Компания Semtech разработала полный набор коммуникационных чипов LoRa на основе технологии LoRa, включая различные чипы LoRa для шлюзов и терминалов. Чтобы стимулировать другие компании к участию в экосистеме LoRa, в марте 2015 года Semtech совместно с Actility, Cisco, IBM и другими производителями запустила LoRa Alliance и запустила постоянно повторяющуюся спецификацию LoRaWAN, породив альянс, состоящий из почти тысяч компаний. Стандартная система глобальной сети, поддерживаемая производителями, образующая широкую промышленную экосистему.
Лора Альянс
Существует два основных репрезентативных метода расширения спектра: расширение спектра с помощью прямой последовательности и расширение спектра со скачкообразной перестройкой частоты. Технология LoRa — это метод модуляции, основанный на расширении спектра прямой последовательности. Спектр расширения с прямой последовательностью (DSSS), называемый методом прямого расширения спектра (метод DS), представляет собой метод расширения спектра, который в настоящее время широко используется.

Основные технические индикаторы LoRa:
Дальность передачи: до 2–5 км в городах и 15 км в пригороде.
Рабочая частота: диапазон частот ISM включает 433 МГц, 470 МГц, 868 МГц, 915 МГц и т. д.
Стандарты: IEEE 802.15.4g, LoRaWAN.
Это запатентованная технология Semtech, основанная на технологии расширения спектра (вариант CSS с возможностями прямой коррекции ошибок (FEC)).
Емкость: шлюз LoRa может соединять тысячи узлов LoRa.
Срок службы батареи: до 10 лет.
Безопасность: шифрование AES128.
Скорость передачи: 18бит/с~ 62,5кбит/с.

LoRa имеет следующие преимущества и особенности:

01Низкое энергопотребление
Приложения LoRa, как правило, представляют собой устройства IoT, которые обычно питаются от батарей и используются более нескольких лет, что требует от LoRa чрезвычайно низкого энергопотребления. Реализация низкого энергопотребления LoRa в основном определяется двумя аспектами: с одной стороны, чип должен иметь низкое энергопотребление; с другой стороны, протокол связи программного обеспечения также должен иметь низкое энергопотребление.

Прежде всего, энергопотребление LoRa очень низкое с точки зрения аппаратного обеспечения.Например, ток в спящем режиме горячего запуска серии SX126X составляет всего 1,2 мкА, ток приема на частоте 125 кГц составляет всего 4,6 мА, а ток передачи мощности 17 дБм. составляет всего 58 мА.

Во-вторых, с точки зрения программных протоколов связи, LoRa не имеет сложных протоколов связи, как другие беспроводные технологии.Пакеты данных очень просты, и нет необходимости отправлять большой объем данных подтверждения связи. В целях экономии электроэнергии в отрасли широко используется метод Wake on Radio (WOR),

Чип периодически переходит в режим приема (RX) для прослушивания преамбул пробуждения, а в другое время находится в спящем режиме (Sleep). Ток приема WOR показан на рисунке ниже. Большую часть времени он находится в спящем режиме и лишь небольшую часть времени пробуждается в режиме приема, поэтому его общее энергопотребление очень низкое. Например, все модули Ebyte E22 и E32 имеют функции WOR и могут очень хорошо соответствовать требованиям низкого энергопотребления.

02 на большом расстоянии
В беспроводной связи стандартом измерения расстояния связи является бюджет канала, который равен мощности передачи минус чувствительность. Чувствительность — отрицательное число, и чем выше чувствительность, тем она отрицательнее, поэтому способ улучшить бюджет канала — увеличить мощность передачи и чувствительность. Однако к мощности передачи предъявляются строгие требования в различных странах и регионах, поэтому единственный способ увеличить расстояние связи — повысить чувствительность. Когда LoRa имеет BW=125 кГц и SF=7, чувствительность достигает -123 дБм; когда BW=7,81 кГц и SF=12, чувствительность достигает -149,1 дБм. Чувствительность Bluetooth составляет около -90 дБм, а ZigBee - около -85 дБм, поэтому расстояние передачи LoRa намного больше, чем у других технологий беспроводной связи. Однако LoRa использует полосу пропускания в обмен на чувствительность, что приводит к очень низкой скорости передачи.Поэтому LoRa подходит для приложений на большие расстояния, с низкой скоростью и небольшими объемами данных.

03Защита от помех
LoRa может обеспечить передачу на большие расстояния.Помимо преимущества в чувствительности, еще одним очень важным фактором является его суперзащита от помех.

LoRa по-прежнему может общаться на уровне шума на 20 дБ ниже уровня шума, чего нет в существующих традиционных коммуникационных технологиях. Как показано ниже:


LoRa обычно может демодулировать сигналы на 20 дБ ниже шума, тогда как FSK теоретически требуется 8 дБ выше шума для обеспечения демодуляции. При возникновении внешних помех электромагнитного сигнала во время связи LoRa может продолжать стабильно общаться, в то время как традиционная беспроводная технология не может общаться. Поэтому в некоторых регионах с серьезными помехами в канале клиенты выберут технологию LoRa в качестве основной технологии для стабильной связи. Причина, по которой модуляция LoRa обладает такой сильной защитой от помех, заключается главным образом в том, что отладка Chirp может собирать полезные сигналы LoRa под шумом во время когерентной демодуляции, а шум все еще остается шумом после когерентной демодуляции.

В 2022 году по всему миру было развернуто более 6,5 миллионов шлюзов на базе LoRa и более 280 миллионов терминальных узлов на базе LoRa. Существует более 170 операторов общедоступных сетей LoRaWAN, и их число продолжает расти. По оценкам ABI Research, к 2026 году на LoRa будет приходиться более 50% глобальных подключений к несотовым маломощным глобальным сетям. Число отечественных сетевых компаний отрасли LoRa достигло более 3000 и продолжает быстро расти. Китайский рынок является чрезвычайно важной частью глобального экологического строительства LoRa.

Ebyte специализируется на индустрии беспроводной связи IoT, всегда уделяет внимание развитию технологий и отрасли связи IoT и находится в авангарде технологий беспроводной связи IoT. Ebyte разработала простые в использовании, высококачественные и доступные модули беспроводной связи, включая модули Wi-Fi, модули Bluetooth, модули Zigbee, модули NB, модули 4G, частные беспроводные модули, LoRa и LoRaWAN. Подождите, пока появится модуль.

Для получения более подробной информации о продукции и информации посетите наш официальный сайт:

https://www.ru-ebyte.com