「技術文章」LoRa網絡結構

LoRa是專門設計用于物聯網無線傳輸的流行技術之一，LoRa網絡規范有LoRa物理層技術(非開放技術由semtech提供)和LoRAWAN(MAC多媒體接入層)開放層協議。

協議層次
LoRa整個網絡協議層次如下，Application為應用層，常見的LoRaWAN協議即為LoRaMAC協議，協議定義的終端類型有ClassA、ClassB、ClassC三種類型，其主要差別ClassA上行觸發下行接收窗口，只有在上行發送了數據的情形下才能打開下行接收窗口；ClassB定義ping周期，周期性進行下行數據監測；ClassC盡可能多地監測下行接收，基本只有在上行發送時刻停止下行接收；協議要求每個終端必須支持ClassA，而B、C為可選功能，同時在支持ClassC功能的終端上無需支持classB類型。LoRa的物理層未開放，借助一些資料可以大致理解下其物理層技術；LoRa的設計使用ISM(Industrial Scientific Medical),亦即非授權免費頻段。

網絡結構
LoRa整體網絡結構分為終端、網關、網絡服務、應用服務幾個功能，一般LoRa終端和網關之間可以同過LoRa無線技術進行數據傳輸，而網關和核心網或廣域網之間的交互可以通過TCP/IP協議，當然可以是有線連接的以太網，亦可以為3G/4G類的無線連接。為了保證數據的安全性、可靠性，LoRaWAN采用了長度為128比特的對稱加密算法AES進行完整性保護和數據加密。

星型拓撲結構

LoRaWAN中Server模塊可以細分為Join server、Application server和Network Server，只是按照功能來劃分，實際中可以是一個物理整體。Join Server用于終端設備的請求網絡服務能力時的激活流程，Netwrok Server負責和網關及終端的MAC數據交互，Application Server為應用層服務端。規范提供的參考網絡模型如下

at home景

roaming場景

與NB-IoT效果對比
主要類比下類型功能實現，來方便理解，不對性能等做比較。ClassA只有上行發送了之后，下行才能發送數據，類比于NB-IoT模塊處于PSM(Power Saving Mode)模式下時，只有終端上行發送了數據，網絡才能下發數據給終端，此種場景下需要網絡具有緩存數據能力；ClassB模式下，有點類似NB-IoT的DRX、eDRX模式，NB模塊的eDRX最大可以配置到2.9小時，而LoRa的接收周期最大128s；ClassC類型終端除了上行發送時間外可以一直接收，更接近于NB-IoT的連接態。