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1.4.4 远距离无线电(LoRa)
通信网络中使用的无线技术有很多种,网络运营者或使用者可通过这些技术组成局域网(LAN)或广域网(WAN)。其中,组成局域网的无线技术主要包括Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等;组成广域网的无线技术主要包括3G UMTS/4G LTE/5G NR等。然而,在低功耗广域网(LPWAN)产生之前,在远距离通信和低功耗之间似乎只能选择其一。在采用LPWAN技术之后,设计人员可做到两者都兼顾,最大限度地实现更远距离通信与更低功耗,同时还可节省额外的中继器成本。
LoRa是一种LPWAN通信技术,是由美国Semtech公司采用和推广的一种基于扩频技术的超远距离无线传输技术。它考虑了以往关于远距离传输与低功耗不能兼顾的折衷方式,为用户提供一种简单的能实现远距离传输、长电池寿命及大容量的系统。
LoRa主要在全球非授权频段运行,包括 433MHz、868MHz及915 MHz等频段,其网络构架由终端节点、网关、网络服务器和应用服务器4部分组成,应用数据可双向传输。LoRa采用Aloha方法进行通信,只有在节点有数据发送时,才会向网络同步数据。LoRa的覆盖范围很广,在城镇的覆盖范围可达到5km,在郊区的覆盖范围可达到15km。LoRa的数据传输速率较低,最高的数据传输速率只有37.5kbit/s。可见LoRa是一种低功耗、低成本、远距离传输及低速率的局域网无线标准。
当连接到非蜂窝网络的LoRa WAN时,采用LoRa的设备能够传输大范围的物联网应用数据。蜂窝网络和Wi-Fi往往需要大带宽或高功率,因而导致了其服务范围受限,没法深入覆盖到室内环境。而LoRa网络填充了这两个技术的技术空白,能灵活部署到乡村、室内环境,而且在智能家居、智能农业等方面也有很好的应用。