Long Range ‘’Uzun Mesafe’’ kelimelerinin ilk gecelerinden oluşuyor. LoRa fsk modülasyonunun farklılaştırılmasıyla oluşturulan yeni bir modülasyon tekniğidir. Düşük güçlü geniş alan ağı (LPWAN) veya düşük güçlü geniş alan (LPWA) ağı veya düşük güç ağı (LPN), düşük enerji harcayan nesneler arasında küçük boyutta uzun menzilli iletişim sağlamak için tasarlanmış bir çeşit kablosuz telekomünikasyon geniş alan ağıdır.
Lora Nedir? Lora Nedir? Lora Nedir? Lora Nedir? Lora Nedir? Lora Nedir? Lora Nedir Lora Nedir? Lora Nedir? Lora Nedir? Lora Nedir? Lora Nedir? Lora Nedir? Lora Nedir? Lora Nedir? Lora Nedir??
LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) LoRaWAN, fiziksel LoRa katmanının üzerinde çalışan iletişim protokolüdür. Semtech tarafından geliştirilmiş optimize edilmiş bir LPWAN'dır. Düğümleri eşzamansızdır ve yalnızca gönderilmeye hazır verileri olduğunda iletişim kurar. Bu, LoRaWAN'ı inanılmaz derecede verimli hale getirir; uzaktan konumlanmış cihazlara sahip birçok IoT ağı için temel bir gereksinimdir. Fiziksel katmanı LoRa, LoRaWAN içinde uzun menzilli iletişime izin veren chirp yayılı spektrum modülasyonuna (CSS) dayanır. LoRaWAN'ın uzun menzilli veri iletimi kombinasyonu, düğümlerinin düşük güç tüketimini korurken, onu birçok IoT ve M2M özellikli ağ için ideal bir çözüm haline getirir.
Her iki terim de genellikle eşanlamlı olarak kullanılır, ancak farklı anlamları vardır. LoRa, çok düşük güç tüketimi ile iletişim sağlayan bir kablosuz modülasyonu ifade eder. LoRaWAN, iletişim için LoRa yongaları olan bir ağ protokolünü ifade eder. Birkaç yayılma faktörü ve neredeyse 43 kanal ile 8 frekansı izleyebilen baz istasyonuna dayanmaktadır.
LoRa modülasyonunu noktadan noktaya veya LoRaWAN olmadan bir yıldız ağı olarak kullanmak mümkündür. LoRaWAN'ı diğer radyo bağlantılarıyla bir ağ olarak kullanmak da mümkün olabilir, ancak bu gerçekten pratik olmaz.
Temel olarak, LoRa fiziksel katmandır: Çip.
LoRaWAN, MAC katmanıdır: ağ oluşturmayı etkinleştirmek için çip üzerine yerleştirilen yazılım.
Lora Özellikleri
Bir LoRa, uzun menzilli etkin güç ve düşük maliyet elde etmesine yardımcı olan birkaç özellikten oluşur. Bu özelliklerden bazıları;
1)Modülasyon Tekniği
2)Frekans
3)Uyarlanabilir Veri Hızları
4)Uyarlanabilir Güç Seviyeleri
Çoğu ağ tarafından benimsenen örgü ağ topolojisinin aksine, LoRaWAN, yıldız ağ mimarisini kullanır, bu nedenle, her uç cihazın neredeyse her zaman açık durumda olması yerine, LoRaWAN ağındaki menzili, uç cihazları artırmak için diğer cihazlardan iletimi tekrarlar. Gatewayler ile doğrudan iletişim kurar ve menzil sorun olmadığı için yalnızca gatewayler ile iletişim kurmaları gerektiğinde açıktır. Bu, LoRa uç cihazlarında elde edilen Düşük güç özelliklerine ve Yüksek pil ömrüne katkıda bulunan bir faktördür.
LoRa Ağ Mimarisi dört ana bölümden oluşur;
1. Uç Cihazlar
2. Ağ Geçitleri
3. Ağ sunucusu
4. Uygulama Sunucusu
Bunlar ağ kenarındaki sensörler veya aktüatörlerdir. Uç cihazlar farklı uygulamalara hizmet eder ve farklı gereksinimlere sahiptir. Çeşitli uç uygulama profillerini optimize etmek için LoRaWAN™, uç cihazların yapılandırılabileceği üç farklı cihaz sınıfı kullanır. Sınıflar, aşağı bağlantı iletişim gecikmesi ile cihazın pil ömrü arasındaki dengeleri içerir.
Üç ana sınıf;
1. Çift Yönlü uç cihazlar (Sınıf A)
2. Planlanmış alım yuvalarına sahip çift yönlü uç cihazlar (Sınıf B)
3. Maksimum alma yuvalarına sahip çift yönlü uç cihazlar (Sınıf C)
Bunlar, yalnızca bir Yukarı Bağlantıdan hemen sonra sunucudan aşağı bağlantı iletişimi gerektiren cihazlardır . Örneğin, bir uplink sonrasında sunucudan mesaj teslim onayı alması gereken cihazlardır. Bu cihaz sınıfı için, herhangi bir aşağı bağlantının alınabilmesi için sunucuya bir Yukarı Bağlantı gönderilene kadar beklemeleri gerekir. Bunun bir sonucu olarak, iletişim minimumda tutulur ve bu nedenle en düşük güç çalışmasına ve en yüksek pil ömrüne sahiptirler. A sınıfı cihazlara iyi bir örnek, LoRa tabanlı bir Akıllı Enerji Ölçerdir.
Bu cihazlara, bir yer-uydu bağı gönderildiğinde alınan uydu-yer bağına ek olarak planlanmış aralıklarla ilave uydu-yer bağı pencereleri tahsis edilir (Sınıf A + programlanmış bir ekstra uydu-yer bağı). Bu aşağı bağlantının programlanmış yapısı, iletişimin yalnızca planlanmış aralıklarla aktif olması, ancak programlanmış aşağı bağlantı sırasında tüketilen ekstra güç, güç tüketimini A Sınıfı cihazlarınkinden daha fazla artırdığından, işlemin hala düşük güçte olmasını sağlar, bu nedenle daha düşük pilleri vardır.
Bu cihaz sınıfı, aşağı bağlantı üzerinde bir sınırlamaya sahip değildir . Sunucudan gelen iletişime neredeyse her zaman açık olacak şekilde tasarlanmıştır. Diğer sınıflara göre daha fazla güç tüketirler ve en düşük pil ömrüne sahiptirler. C sınıfı cihazların iyi örnekleri, filo yönetiminde veya gerçek trafik izlemede kullanılan uç cihazlardır.
Ağ geçitleri (yoğunlaştırıcılar olarak da adlandırılır), tek atlamalı kablosuz iletişim protokolü kullanarak merkezi ağ sunucusu arka ucu ve uç cihazlar arasında mesajları ileten standart IP bağlantıları aracılığıyla ağ sunucusuna bağlanan cihazlardır. Çift yönlü iletişimi desteklemek üzere tasarlanmışlardır ve yazılımın kablosuz güncellemeler gibi toplu dağıtım mesajları göndermesini sağlayan çok noktaya yayın ile donatılmıştır.
Her LoRa ağ geçidinin kalbinde, paralel olarak birkaç frekansta tüm LoRa modülasyon varyantlarının kodunu çözebilen çok kanallı bir LoRa demodülatörü bulunur.
Büyük ölçekli bir ağ operatörü için, temel ayırt edici faktörler radyo performansı (hassasiyet, güç gönderme), SX1301 yongasının ağ geçidi MCU'suna (USB'den SPI'ye veya SPI'den SPI'ye) bağlantısı ve PPS'nin desteklenmesi ve dağıtımı olmalıdır. Kullanılabilirliği, bir ağdaki tüm ağ geçidi popülasyonu üzerinde kesin zaman senkronizasyonuna izin veren sinyal
LoRa, uç cihazlar ve ağ geçitleri arasındaki iletişimi çoklu frekans kanalları ve veri hızları arasında yayar. Yayılmış spektrum teknolojisi, iletişimlerin birbirine karışmasını önlemek için 0,3 kbps ile 50 kbps arasında değişen veri hızlarını kullanır ve ağ geçidinin kapasitesini artıran bir dizi "sanal" kanal oluşturur.
Hem uç cihazların pil ömrünü hem de genel ağ kapasitesini en üst düzeye çıkarmak için LoRa ağ sunucusu, uyarlanabilir bir veri hızı (ADR) şeması aracılığıyla her uç cihaz için veri hızını ve RF çıkışını ayrı ayrı yönetir.
Lora Ağ sunucusu, Uygulama sunucusu ve Ağ Geçitleri arasındaki arabirimdir. Ağ geçitlerinden uygulama sunucusuna veri aktarırken, Komutları Uygulama sunucusundan ağ geçidine aktarır. Yinelenen paketlerin olmamasını sağlamak, alındı bildirimlerini programlamak ve bir uyarlamalı veri hızı (ADR) şeması kullanarak her uç cihaz için ayrı ayrı veri hızı ve RF çıktısını yönetmek gibi işlevleri yerine getirir.
Uygulama sunucusu, uç cihazlardan gelen verilerin ne için kullanıldığını belirler. Veri Görselleştirme vb. muhtemelen burada yapılır.
Herhangi bir IoT çözümünde güvenlik ve gizliliğin önemi fazla vurgulanamaz. LoRaWAN protokolü, verilerinizin somut olarak güvenli olmasını sağlamak için şifrelemeyi belirtir.
* Cihaz başına AES128 tuşları
* Cihaz anahtarlarının anında yenilenmesi/iptal edilmesi
* Veri gizliliği için paket başına yük şifreleme
* Tekrar saldırılarına karşı koruma
* Ortadaki adam saldırılarına karşı koruma
LoRa iki anahtar kullanır; Her ikisi de ağ yönetimi ve uygulama iletişimi için bölünmüş, şifreli iletişim sağlayan Ağ Oturumu ve Uygulama Oturumu anahtarları .
Cihaz ve ağ arasında paylaşılan ağ oturum anahtarı, uç düğüm verilerinin kimlik doğrulamasından sorumluyken, uygulama ile uç düğüm arasında paylaşılan uygulama oturum anahtarı, cihaz verilerinin gizliliğini garanti etmekten sorumludur.
Aşağıda LoRa ile ilgili bazı avantajlar bulunmaktadır;
1. Uzun Menzil ve Kapsama: 15 km'ye kadar LOS Menzili ile menzili, diğer herhangi bir İletişim protokolünün menzili ile karşılaştırılamaz.
2. Düşük Güç: LoRa, onları tek bir pil şarjı ile 10 yıl veya daha uzun süre dayanması gereken cihazlar için ideal kılan aşırı düşük güçlü radyolar sunar.
3. Düşük maliyetli donanım: LoRaWAN için altyapılar diğer ağlara kıyasla son derece düşük maliyetlidir ve uç cihazlar için telsiz maliyetleri eşit derecede Düşük. Dahası, maliyetleri daha da düşürmeye yardımcı olan ağ geçitleri gibi altyapıların çeşitli açık kaynaklı sürümleri geliştirilmektedir.
4. Yüksek Kapasite: Binlerce uç cihaz tek bir LoRa ağ geçidine bağlanabilir.
Yaklaşık 50 kb/s maksimum veri hızıyla LoRa, diğer teknolojilerin çoğuyla karşılaştırıldığında en düşük veri hızlarına sahiptir ve bu da onu yüksek veri hızlarının gerekli olduğu belirli uygulamalar için ideal hale getirmez
