Micromite‎ > ‎

LoRaWAN hálózati alkalmazások összetevői

A LoRaWAN hálózatban a végberendezések átjárók segítségével kommunikálnak az interneten elérhető hálózati kiszolgálóval. A végberendezések LoRa modulációt használó rádióval egyedi titkosítást használnak, és kétirányú kommunikációra képesek a hálózati szerverrel. Az üzenetek rövidek, néhány bájt vagy maximum párszor tíz bájt méretűek, az adatátviteli sebesség és az adóteljesítmény a bázisállomásoktól való távolság függvényében optimalizálható. A kommunikációhoz szükséges idő pár tized másodperc vagy maximum pár másodperc. A végberendezések szimplex rádiói egy időben egyetlen frekvencián képesek adni vagy venni, miközben az átjáróban lévő adatkoncentrátorok nagykapacitású rádiókat alkalmaznak, amelyek több csatornán képesek többféle LoRa modulációt használó végberendezésekkel kétirányú kapcsolatot fenntartani, közel 50 végberendezéssel is egyszerre.

A végberendezések és bázisállomások rádióadására Európában az ETSI, Magyarországon az NMHH ISM-sávok használatára vonatkozó rendelkezései érvényesek. A 868 MHz-es ISM-sávon üzemeltethető LoRa rádiók egyedi engedélyhez nem kötött adóberendezések, de a működésük során be kell tartani a hatósági előírásokat. A harmonizált rendelet a végberendezésekben és az átjárókban alkalmazott rádiókra egyaránt 25 mW maximális adóteljesítményt enged meg. A sáv egyes részein az adási kitöltési tényező 0,1%, máshol 1% lehet. Ez a korlátozás azt jelenti, hogy egy adott frekvencián leadott 1 másodperces üzenet után 999, illetve 99 másodperc szünetet kell tartani. Az egytized másodperces üzenetcsomag esetén 99,9, illetve 9,9 másodperc adásszünet betartása kötelező! Ez a hatósági előírás fontos, mivel ez biztosítja, hogy az állandó helyre telepített berendezések egyike se uralhassa a sávot.

A rendelkezésre álló csatornákat az átjárókban lévő adatkoncentrátor rádiója határozza meg, a végberendezések tervezésekor ehhez kell igazodni. Egy tipikus átjáró esetében ez Európában jelenleg 8, az újabb generációjú átjárók esetében 16. A végberendezések a hálózati kommunikáció során bármelyik csatornán adhatnak, a bázisállomások mégis képesek azok vételére és továbbítására a hálózati kiszolgáló felé. Ezt a LoRaWAN-tulajdonságot a végberendezések úgy használják ki, hogy az egymás utáni üzenetek csatornáit véletlenszerűen váltogatják. Még ha egymást zavarnák is egy adott pillanatban, a megismételt üzenet esetében elhanyagolható valószínűsége lesz az újabb csomagütközésnek. A LoRaWAN-hálózati protokoll azt nem garantálja, hogy minden üzenet eljusson a hálózati kiszolgálóhoz, de azt igen, hogy a kitüntetett fontosságú üzenettípusok feltétlenül megérkezzenek. Emiatt az alkalmazásokat úgy célszerű megtervezni, hogy egy-egy átjárón a négyzetkilométerenként javasolt 5000 végberendezési sűrűségi számot ne lépjük túl, és az üzenetek tartalma olyan legyen, hogy a hálózati kommunikáció egy-egy csomagvesztés ellenére is megbízható maradjon a redundáns üzenettartalmak megismétlésén keresztül. Az első hallásra jelentősnek tűnő korlátok ellenére az IoT-alkalmazások nagyon széles körére tökéletes megoldást nyújt a LoRaWAN. Természetesen szó sincs mozgókép vagy hangtartalmak online átviteléről, de szó lehet okos fogyasztásmérő, okosvárosok, -otthonok, épületautomatizálás vagy akár nagy területi kiterjedésű mezőgazdasági és ipari célú hálózati alkalmazásokról.egyszerre.



Comments