Wann sollte die LoRaWAN-Spezifikation verwendet werden?

Die LoRaWAN-Funkspezifikation ist ein von der LoRa Alliance entwickeltes Protokoll zur Verwendung mit der LoRa LPWA-Funktechnologie von Semtech. Dieses Protokoll wurde ursprünglich von IBM Research und Semtech für die Verwendung durch Mobilfunknetzbetreiber (MNOs) in öffentlichen Weitverkehrsnetzen in Europa entwickelt. Es wird jetzt von der LoRa Alliance verwaltet, einer Allianz von denen, die sich auf die Nutzung von LoRaWAN für MNO-Netzwerke weltweit konzentrieren. Die Spezifikation selbst spiegelt diese Annahmen wider.

Es gibt einige Design-Annahmen, die die MNO-Anwendungsfälle für die LoRaWAN-Spezifikation klar machen:

• Alle Frequenzkanäle sind fest eingestellt.
  Die LoRaWAN-Spezifikation wurde für ein einzelnes MNO-Netzwerk entwickelt, sodass zwei oder mehr unkoordinierte Netzwerke, die sich das Band teilen, zu Layer-2-Interferenzen führen. Lesen Sie diesen Blogbeitrag für weitere Informationen.
• Das Netzwerk ist vollständig asynchron. Immer wenn das Gateway sendet, kann es nicht auf Uplink-Verkehr lauschen, aber die Knoten wissen nicht, dass der Empfänger des Gateways offline ist. In großen MNO-Netzen ist dies weniger bedenklich, da viele Gateways (idealerweise) in Reichweite wären. Zumindest einer könnte sich im „Zuhören“-Modus befinden.

Es gibt mehrere andere Annahmen, einschließlich des Sicherheitsmodells, die LoRaWAN für MNOs geeignet machen, aber wir halten uns hier kurz.

Sie sollten die LoRaWAN-Spezifikation in Ihrem Projekt verwenden, wenn beides zutrifft:

1. Sie möchten sich mit einem bestehenden LoRaWAN MNO-Netzwerk verbinden. Offensichtlich können Sie sich nicht mit einem LoRaWAN MNO-Netzwerk verbinden, es sei denn, Sie verwenden LoRaWAN.

2. Sie haben einen Uplink-fokussierten Anwendungsfall mit geringer Dichte, seltener Übertragung. LoRaWAN funktioniert am besten, wenn kein Downlink und keine Bestätigungen erforderlich sind. Ein gutes Beispiel ist die automatische Zählerablesung (AMR). Die meisten Zähler müssen nicht allzu oft ausgelesen werden, und in den meisten Fällen bietet die Anzahl der Gateways, die erforderlich ist, um eine bestimmte Region angemessen abzudecken, genügend Kapazität für den Uplink-Verkehr von den Zählern. Am besten ist es, wenn sich auch keine anderen Netzwerke in der Nähe befinden, da sich, wie oben beschrieben, zwei LoRaWAN-Netzwerke gegenseitig stören. EnerTrac/Senet ist ein gutes Beispiel für den Einsatz von LoRaWAN für die Überwachung und Lieferung von Heizöl- und Propantanks.

Wann sollten Sie die LoRaWAN-Spezifikation nicht verwenden?

1. Wenn Sie eine hohe Zuverlässigkeit benötigen . LoRaWAN ist aufgrund seiner unkoordinierten, asynchronen Natur ein verlustbehaftetes Protokoll. Wenn in Ihrer Nähe mehrere LoRaWAN-Netzwerke vorhanden sind, erhöhen zusätzliche Interferenzen Ihre Paketfehlerrate. Da LoRa einen geringen Gleichkanal-Dynamikbereich hat, übertönen alle Knoten in der Nähe des Gateways auch weit entfernte Knoten ohne ein geschlossenes Leistungssteuerungsschema.

2. Sie möchten nicht jeden Endknotenschlüssel separat verwalten. LoRaWAN erfordert derzeit, dass in jedem Knoten im Werk ein einzigartiger Schlüsselsatz programmiert und dann an den Server oder das Gateway übertragen wird, der sich mit diesem Knoten verbindet. Für kleine Bereitstellungen ist dies kein Problem, aber für IoT-Praktiker, die Tausende von Verbindungen benötigen, erhöht dies schnell die Kosten und die Komplexität erheblich. MNOs benötigen diese Zugangstechnik (denken Sie an eine SIM-Karte), aber für private Netzwerke ist dies ein umständliches Design. Um einen tieferen Einblick in die LoRaWAN-Schlüsselstruktur und -sicherheit zu erhalten, sehen Sie sich diese unabhängige Analyse an.

3. Sie möchten die Abdeckung mit Repeatern auffüllen (z. B. Einsatz in gewerblichen Gebäuden). Die LoRaWAN-Spezifikation bietet keine Option für Repeater. Sie stellen einfach mehr Internet-verbundene Gateways bereit, die sogar mit einem kostengünstigen DIY-Gateway 5-10x mehr kosten können als ein einfacher Repeater.

4. Sie benötigen die Möglichkeit, Firmware over-the-air zu aktualisieren . Mit LoRaWAN könnten Sie nie genug Downlink-Datenverkehr per Multicast übertragen, um die Firmware eines Endknotens effektiv zu aktualisieren. Sie müssten eine Möglichkeit haben, das Gerät physisch zu aktualisieren oder sicherzustellen, dass keine Updates erforderlich sind.

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