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解讀LoRa技術(shù)優(yōu)點(diǎn) 前瞻性安全設(shè)計(jì)是亮點(diǎn)
LoRa，作為最早商用的LPWAN技術(shù)之一，全球已有95個(gè)國家部署，聯(lián)盟成員超過500家。在國內(nèi)，阿里巴巴已宣告全面推動LoRa覆蓋與普及，阿里云IoT與多個(gè)廣電運(yùn)營商合作，開始建設(shè)城市級LoRa全網(wǎng)覆蓋。不過，許多人對這項(xiàng)技術(shù)仍然云里霧里，對此，本文重點(diǎn)來說說LoRa獨(dú)具優(yōu)勢的那些特征。
一、LoRa星狀拓樸的好處
1、結(jié)構(gòu)簡單，部署靈活
星裝拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單，網(wǎng)關(guān)選點(diǎn)、部署靈活，且時(shí)延低。由于無線系統(tǒng)非常復(fù)雜且依賴于環(huán)境，如果沒有任何經(jīng)驗(yàn)，部署網(wǎng)絡(luò)時(shí)必然會遇到不少麻煩，花費(fèi)大量時(shí)間和精力，因此簡化集成、靈活的網(wǎng)絡(luò)部署方式是發(fā)展趨勢，這也是LoRa的設(shè)計(jì)初衷。
2、調(diào)優(yōu)功耗、覆蓋、容量等性能
星裝拓?fù)淇蓪⒅悄芑?、?fù)雜的和耗電較高的工作交給網(wǎng)關(guān)/網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器來處理，來延長終端電池壽命;網(wǎng)關(guān)執(zhí)行自適應(yīng)數(shù)據(jù)速率，適應(yīng)不同終端節(jié)點(diǎn)的速率和功率，從而獲得最大的網(wǎng)絡(luò)容量和最長的終端電池壽命;同時(shí)，相比于網(wǎng)狀拓?fù)?，星裝拓?fù)錅p少了同步開銷和跳數(shù)，可進(jìn)一步降低功耗。
3、當(dāng)終端節(jié)點(diǎn)處于移動狀態(tài)時(shí)，無需網(wǎng)關(guān)間切換，這利于資產(chǎn)跟蹤等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用
從網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架看，LoRa除了與其他所有LPWAN技術(shù)一樣具備廣覆蓋、低成本、低功耗、低速率、高安全等特性之外，還有一顆“小、快、靈”的夢想。它適用于企業(yè)專網(wǎng)部署，自己部署網(wǎng)關(guān)，覆蓋幾公里范圍的園區(qū)，也考慮到了如同手機(jī)網(wǎng)絡(luò)一樣的大型公共網(wǎng)絡(luò)部署。
二、LoRa在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的五大優(yōu)勢
1、廣覆蓋：LoRa單一網(wǎng)關(guān)的覆蓋距離通常在3-5km的范圍，在復(fù)雜的城市環(huán)境中可以超過傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)，空曠地域甚至高達(dá)15公里以上，在特定條件下100百公里的距離也能夠成功。
2、低功耗：電池供電可以支撐數(shù)年甚至十多年。
3、高容量：GSM基站通常在小幾千的連接，家用wifi 網(wǎng)關(guān)往往僅有20不到的終端連接能力，LoRa網(wǎng)關(guān)得益于終端無連接狀態(tài)的特性，可提供超過兩萬以上的終端連接數(shù)量。
4、網(wǎng)絡(luò)通信成本極低，同時(shí)支持窄帶數(shù)據(jù)傳輸。
除了以上四點(diǎn)，文重點(diǎn)聊一聊第5點(diǎn)：安全性。
“前瞻性安全設(shè)計(jì)”成技術(shù)亮點(diǎn)
如上圖，LoRaWAN具有兩個(gè)安全層：網(wǎng)絡(luò)層安全和應(yīng)用層安全，分別使用NwkSKey和APPSKey兩個(gè)會話秘鑰對所有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量進(jìn)行加密保護(hù)。
NwkSKey用于在終端和網(wǎng)絡(luò)之間傳輸時(shí)加密MAC層有效負(fù)載，其用來計(jì)算信息完整性代碼(MIC)值，以防止偽消息和驗(yàn)證終端節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層安全。
AppSKey用于在終端和應(yīng)用服務(wù)器之間端到端加密應(yīng)用負(fù)載，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用層安全，可確保網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商無法訪問終端用戶的應(yīng)用數(shù)據(jù)。
LoRaWAN端到端的加密機(jī)制確保了只有持有密鑰且被授權(quán)實(shí)體才能訪問應(yīng)用數(shù)據(jù)，防止了應(yīng)用數(shù)據(jù)被竊聽，保護(hù)了數(shù)據(jù)完整性和隱私。
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