LPWAN ist das grundlegende Konzept von LoRaWAN IoT
LPWANs dominieren die IoT-Branche. Wie der Name schon sagt, LPWAN ist eine Gruppe von drahtlosen Standards, die darauf abzielen, zwei Metriken für das Internet der Dinge zu optimieren:
- Energieeffizient – sensors and IoT devices need to constantly transmit data, aber der Zugang zu ihnen ist oft schwierig. Daher ist es entscheidend, dass die Batterielebensdauer so lang wie möglich ist;
- Ein großer Abdeckungsbereich – for IoT devices to be useful, sie müssen von überall aus kommunizieren können, wo immer sie gebraucht werden, einschließlich industrieller und landwirtschaftlicher Anlagen, die oft weit vom Ort der Datenverarbeitung entfernt sind.
LPWAN-Standards unterscheiden sich vom drahtlosen Personal Area Network (PFANNE) Technologien wie z Zigbee, Bluetooth, und andere. Letzteres kann zwar für das Internet der Dinge verwendet werden, Umfang und Umfang ihrer Anwendung sind begrenzt. Die erfolgreichste LPWAN-Technologie ist LoRaWAN IoT.
Marktsegmentierung für IoT
Basierend auf den Bandbreitenanforderungen, IoT ist in drei Marktsegmente unterteilt:
- Grosse Bandbreite: Für Anwendungen, die Sicherheit benötigen, Massendatenübertragung mit hoher Bandbreite oder Audio- und Videostreaming in Echtzeit, zellular (LTE, GSM) ist eine gängige Netzwerkoption. Schutz- und Überwachungssysteme sind Beispiele für Anwendungsfälle. Wegen der kürzeren Akkulaufzeit, diese Netzwerke verwenden lizenzierte Bandbreite für Dienste mit höherer Leistung, sind teurer zu laufen, und benötigen in der Regel lokale Stromquellen für Endgeräte.
- Mittlere Bandbreite: Zigbee und WiFi eignen sich für eine Vielzahl von Smart-Home-Anwendungen, während skalierte Varianten von LTE (Cat-M1 und NB-IoT) sind eher für großflächige Anwendungen geeignet.
- Niedrige Bandbreite: Die kostengünstige Struktur der LPWAN-Technologie(LoRaWAN IoT) ermöglicht es, Vertikalen zu erobern, die eine große Reichweite erfordern, begrenzte Daten, und lange Akkulaufzeit. Sensorsteuerung, Fernmessung, intelligente Versorgungsunternehmen, Bewässerung, Nachverfolgung von Gütern, und Umweltüberwachung sind Beispiele für diese Anwendungen
LoRa (Langstrecken)
LoRaWAN devices and the accessible LoRaWAN protocol allow smart operation of IoT applications that address some of the world’s most pressing issues, inklusive Energiespeicher, Erhaltung der natürlichen Ressourcen, Verschmutzungsschutz, Zuverlässigkeit der Infrastruktur, Katastrophenvorbereitung, und mehr. Semtech’s LoRa systems and the LoRaWAN protocol have a long list of applications in smart metering, intelligente Häuser, intelligente Lieferkette und Logistik, intelligente Städte, intelligente Landwirtschaft, und andere Bereiche.
It’s important to note that LoRa isn’t an LPWAN implementation in itself. Der Chip, der die Modulation ermöglicht, ist als LoRa bekannt. In jedem Netzwerk-Setup, zum Aufbau eines Netzwerks wird eine MAC-Schicht benötigt. Die LoRa Alliance unterhält die LoRaWAN MAC-Schicht, die ein Synonym für LoRa-Chips ist. Während der Begriff LoRa oft für das gesamte Protokoll verwendet wird, this document would use a strict description of LoRa to distinguish Link Labs’ Symphony Link, die eine proprietäre MAC-Schicht auf einem LoRa-Chip verwendet.
LoRaWAN
Die LoRaWAN IoT-Spezifikation ist eine Art von LoRa-Technologie, die energiesparende Weitverkehrsnetzwerke verwendet (LPWAN) Protokoll. Das LoRaWAN-Protokoll verwendet das Funkspektrum im Medical (ISM) Industrie, und Scientific Band, um batteriebetriebene Geräte im Status drahtlos mit dem Internet zu verbinden, National, oder globale Netzwerke. In dieser Spezifikation sind das LoRaWAN-Protokoll zusammen mit den LoRa-Parametern der physikalischen Schicht von Gerät zu Infrastruktur spezifiziert, was eine reibungslose Interoperabilität zwischen Geräten ermöglicht.
LoRaWAN-Netzwerkinfrastruktur
In der LoRaWAN IoT-Netzwerkarchitektur, die in einer Stern-Stern-Topologie implementiert ist, Gateways übertragen Nachrichten zwischen Endgeräten und einem zentralen Netzwerkprozessor. Die physikalische LoRa-Schicht nutzt drahtlos, um die große Reichweite zu nutzen, Ermöglichen einer Single-Point-Kommunikation zwischen einem Endgerät und einem oder mehreren Gateways. Bidirektionale Konnektivität ist in beiden Typen möglich, und Multicast-Gruppen werden für eine effektive Frequenznutzung bei Aufgaben wie Firmware Over The Air unterstützt (FOTO) Updates oder andere Massenzustellungsnachrichten.
Endgeräte
Um Endgeräte zu bauen, die sich an LoRaWAN IoT-Netzwerke binden, Computerhersteller werden sich auf LoRa Alliance-Standards und Qualifizierungsprogramme verlassen. Sie können auch eine schnellere Markteinführung erreichen, indem sie etablierte Referenzdesign-Angebote bestimmter Anbieter nutzen, basierend auf ihrer Erfahrung mit LoRa in IoT-Netzwerken, LoRaWAN-Netzwerke effektiv in ihr Design zu integrieren, sowie Best Practices für die Computerkommunikation und den Datenaustausch im Netzwerk zu erhalten.
Funknetz
LoRaWAN IoT-Gateways, die viele Sensoren aufnehmen kann und private und öffentliche Netzwerkbereitstellungen ermöglicht, überall einsetzbar. Die Gateways ermöglichen eine bidirektionale Kommunikation und können gleichzeitig Nachrichten von einer Vielzahl von LoRa-basierten Sensorendgeräten verarbeiten. Da LoRa-Gateways kostengünstiger sind als Mobilfunkbasisstationen, Die Erweiterung der Netzwerkbandbreite ist so einfach wie die Installation weiterer Gateways. Gateways können alles akzeptieren von 8 zu 64 Kanäle, Damit ein Netzwerk täglich Millionen von Nachrichten verarbeiten kann. Die Effizienz des Funknetzes (Abdeckung, Robustheit, Leistung, Betriebszeit, und Zuverlässigkeit) is directly proportional to the gateways’ quality.
Zentrales Netzwerk
Der LoRaWAN IoT-Netzwerkserver (LNS) kann vor Ort installiert oder auf Cloud-Plattformen gehostet werden. Es leitet von mehreren Gateways erhaltene Pakete nach der Verarbeitung an einen Anwendungsserver weiter. Bereitstellung und Betrieb eines leistungsstarken LoRaWAN IoT-Netzwerks, you’ll need powerful resources to track, anpassen, Steuerung, und Fehler bei den Gateways beheben, sowie Vergabe der gewünschten Netz-QoS. Einige Anbieter bieten ein umfassendes Angebot an Management-Tools, genannt Operations Support System (uns), basierend auf Mobilfunknetz-Expertise, um das gesamte Netzwerk in Echtzeit effektiv zu orchestrieren und seine perfekte Verfügbarkeit für die geschäftskritische Datenverarbeitung zu gewährleisten.
Anwendungsserver
APIs können verwendet werden, um Radio Access Network-Funktionen direkt in Anwendungs-Repositorys und Dashboards zu integrieren, erleichtert die Einrichtung und Verwaltung eines LoRa- und IoT-Netzwerks. Geschäftsinhaber sollten die Anwendungsserverkapazität mit Mehrwertdiensten wie Endgerätezugriff oder Geolokalisierung erweitern, sowie innovative Dienstleistungen zu schaffen, die zusätzliche Einnahmequellen schaffen, um das Beste aus der Funk- und Kernnetztechnologie zu machen.
Geräteklassen
LoRaWAN IoT verwendet drei Geräteklassen in der Fernkommunikation.
Klasse a (Pflicht für alle).
Geräte der Klasse A öffnen nach jeder Übertragung zwei kurze Empfangszeitfenster (bezeichnet als RX1 und RX2).
Die Intervalle vom Ende der Übertragung bis zum Öffnen des ersten und zweiten Zeitfensters sind konfigurierbar, muss aber für alle Geräte im gegebenen Netzwerk gleich sein (RECEIVE_DELAY1, RECEIVE_DELAY2). Die verwendeten Frequenzkanäle und Übertragungsraten für die Slots RX1 und RX2 können sich unterscheiden. Recommended values are given in a separate document – “LoRaWAN Regional Parameters” available on the LoRa Alliance website.
Geräte der Klasse A haben den niedrigsten Stromverbrauch, sondern um eine Nachricht vom Server zum Endgerät zu übertragen, Sie müssen auf die nächste Ansage dieses Geräts warten.
Klasse b (Leuchtfeuer)
Zusätzlich zu den für Geräte der Klasse A definierten Empfangsfenstern, Geräte der Klasse B öffnen zusätzliche Empfangsfenster nach einem Zeitplan. Um die Öffnungszeiten zusätzlicher . zu synchronisieren, Fenster empfangen, Gateways senden Beacons aus. Alle Gateways, die Teil desselben Netzwerks sind, müssen gleichzeitig Beacons aussenden. Der Beacon enthält eine Netzwerkkennung und einen Zeitstempel (koordinierte Weltzeit).
Die Verwendung der Klasse B stellt sicher, dass beim Polling der Endpunkte, die Reaktionsverzögerung wird einen bestimmten Betrag nicht überschreiten, der durch die Dauer der Baken bestimmt wird.
Klasse C (Kontinuierlich)
Geräte der Klasse C befinden sich fast immer im Empfangsmodus, mit Ausnahme der Intervalle, in denen sie Nachrichten senden. Außer für das RX1-Zeitfenster, das Terminal verwendet die RX2-Empfangsparameter.
Klasse C kann dort eingesetzt werden, wo nicht mit aller Kraft Energie gespart werden muss (Stromzähler) oder wo es notwendig ist, Endgeräte zu beliebigen Zeiten abzufragen.
Regionale Abdeckung
Datenraten
Durch Auswahl von Datenraten, Sie schaffen einen komplexen Kompromiss zwischen Kontaktreichweite und Nachrichtendauer. Außerdem, Spread-Spectrum-Technologie stellt sicher, dass die Konnektivität mit mehreren DRs nicht miteinander in Konflikt steht, resulting in a series of interactive “code” channels that boost the gateway’s throughput. Der LoRaWAN-Netzwerkserver verwendet eine adaptive Datenrate (ADR) Schema zur unabhängigen Überwachung der DR-Einstellung und der HF-Ausgangskapazität für jeden Endpunkt, um die Akkulaufzeit des Endpunkts und die gesamte Netzwerkbandbreite zu optimieren.
Sicherheit
Authentifizierung von Geräten:
Es gibt zwei Verifizierungstechniken, die von LoRa . unterstützt werden.
- Personalized activation ABP – here, DevAddr-Adresse und Verschlüsselungsschlüssel werden frühzeitig in das Gadget geschrieben (Gerätepersonalisierung))
Netzwerk- und Programmsitzungsschlüssel, sowie eine vorab zugewiesene 32-Bit-Computernetzwerkadresse, werden verwendet, um Geräte zu konfigurieren, ähnlich der statischen IP-Adressvergabe.
- Over-the-Air-Aktivierung (OTAA) (erfordert ein gemeinsames Verfahren, während der DevAddr-Adresse und Sitzungsverschlüsselungsschlüssel erstellt werden).
OTAA ermöglicht es Geräten, eine Kommunikationsanfrage an einen Netzwerkserver zu senden, die dann den Computer authentifiziert und ihm eine Adresse sowie einen Token zum Abrufen von Sitzungsschlüsseln zuweist. Die Netzwerk- und Anwendungssitzungsschlüssel werden während des Verbindungsvorgangs aus dem zuvor auf dem Gerät bereitgestellten öffentlichen Anwendungsschlüssel abgeleitet.
Parameter
Die Bandbreite hat keinen Einfluss auf die LoRa-Chirp-Rate. Die Chirp-Rate beträgt, in Wahrheit, proportional zur Bandbreite. Da ein LoRa-Symbol aus 2SF-Chirps besteht, die das gesamte Frequenzband abdecken (SF bezeichnet den log2-Spreizfaktor), die Wechselwirkung zwischen Chirp-Amplitude und Bandbreite hat viele Auswirkungen:
Format
Um physische Frames weiterzuleiten, LoRa verwendet eine Grundstruktur:
Jede Nachricht beginnt mit einer Up-Chirp-Präambel, die ein Sync-Wort codiert, indem sie das gesamte Frequenzband abdeckt. The term “sync” distinguishes the LoRa network from those operating in the same frequency range.
Der optionale Header gibt die Nutzlastgröße an, Coderate, und ob ein Nutzlast-CRC vorhanden ist oder nicht.
Auf den Header folgen die Nutzdaten und ein optionaler CRC.
LPWAN-Technologieoptionen
Die zunehmende Nutzung von LoRa für das Internet der Dinge beeinflusst, Ändern, und unsere Welt um uns herum zu managen. Diese Technologie hat erhebliche Fortschritte beim schnellen Austausch zuverlässiger Daten ermöglicht, und hat zu einer erhöhten Produktivität für Organisationen geführt, die von kleinen Unternehmen bis hin zu Großstädten reichen. Im folgenden Abschnitt wird die Bedeutung der LoRa-Technologie erörtert.
LoRa-Technologie treibt die globale Nutzung von IoT . voran
It’s as if IoT technology is maturing, und es gibt eine Vielzahl von Gründen, warum LoRa-basierte Netzwerke zunehmend zum bevorzugten Netzwerk für Konstrukteure werden, die an einer Vielzahl von hochmodernen IoT-Anwendungen arbeiten. Natürlich, Verlässlichkeit, Sicherheit, und Skalierbarkeit sind wichtig, but the technology’s ability to operate over distances of up to 20 Kilometer bei einem Bruchteil des Strombedarfs anderer Plattformen zu verbrauchen, ist auch reizvoll. Diese Eigenschaften machen LoRa ideal für die bidirektionale Datenübertragung über intelligente Gebäude, Intelligente Städte, und sogar zwischen Ländern, and they will enable IoT to play an increasingly important role in virtually everyone’s lives.
Vorteile von LoRaWAN
- High range of radio signal – up to 30 km im freien Gelände und bis zu 8 km in der Stadt.
- Unique penetrating ability of radio signal – provides stable communication in hard-to-reach places: Brunnen, Keller, Schluchten, etc.
- Ultra-low power consumption – allows the device to stay online for up to 10 Jahre von einer Batterie:
- 200nA im Standby-Modus
- 11 mA im Empfangsmodus (Rx)
- 40mA senden (Tx) (+ 14dBm)
- Bidirectional communication – provides full interaction with devices, ermöglicht nicht nur das Ablesen, sondern auch Steuerbefehle übertragen.
- Remote software update – allows remote flashing of terminal devices software.
- High security of data transmission – is made due to 128-bit encryption of information in real time and key exchange (AES), mit dem kryptografischen Protokoll TLS.
- Der Einsatz moderner DSP-Technologien, sowie die Optimierungsmöglichkeiten des LoRaWan-Protokolls, gewährleisten den Betrieb von bis zu 1 Millionen Geräte im Netzwerk einer Basisstation (5000 Stück pro 1 Quadratmeter. Km für eine Basisstation)
- Betrieb in den Frequenzbereichen 433 und 868 MHz – does not require special permits to work in the network.
Nachteile von LoRaWAN
- Relativ geringe Bandbreite, variiert je nach verwendeter Datenübertragungstechnologie auf der physikalischen Schicht, von mehreren hundert bit / s bis mehrere zehn kbit/s.
- Die Verzögerung bei der Datenübertragung vom Sensor bis zur endgültigen Anwendung, mit der Sendezeit des Funksignals verknüpft, kann von wenigen Sekunden bis zu mehreren zehn Sekunden reichen.
- Fehlen eines einzigen Standards, der die physikalische Schicht und die Medienzugriffskontrolle für drahtlose LPWAN-Netzwerke definiert.
- Risiken von Spektrumsrauschen im nicht lizenzierten Frequenzbereich.
- Proprietäre LoRa-Modulationstechnologie, patentiert von Semetech.
- Begrenzung der Signalstärke.
LoRaWAN IoT-Anwendungen
- Wasser&Gasmessung
- Smart Home-Systeme
- Leckerkennung
- Umgebungsüberwachung
- Transportüberwachung
- Intelligente Energie
- Abfallwirtschaft
- Öffentliche Sicherheit
- Intelligentes Parken
- Steuerung der Beleuchtung
- Förderung von Öl und Gas
- Standortverfolgung
- Intelligente Landwirtschaft
- Vieh
- Katastrophenvorsorge
Die Herausforderungen von 5G
Wegen seines unübertroffenen Tempos und seiner Signalstärke, 5G-Technologie gewinnt an Popularität. Es würde es verbundenen Geräten ermöglichen, Daten bis zu 50% schneller und in viel größeren Stücken, Wegbereiter für eine Revolution in allen Branchen.
So erstellen Sie ein 5G-Netzwerk an einem bestimmten Standort, spezifische Netzwerke müssen von Grund auf aufgebaut werden. Trotz der Tatsache, dass 5G vor 4G kommt, es braucht moderne Router, Fabric-Netzwerke, und Sendetürme.
Diese Infrastruktur ist kostspielig und erfordert viel Zeit für die Installation. Nach Angaben der Europäischen Kommission, bringing 5G to any town and city in Europe would cost €500 billion.
Außerdem, Kunden und Lieferanten stehen 5G-Technologien aufgrund der vorgeschriebenen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit bisher verhalten gegenüber.
Warum LoRaWAN IoT das 5G-Netzwerk für IoT ersetzen kann
LoRa/LoRaWAN wird viele der gleichen Aktivitäten wie 5G durchführen, wenn auch in einem langsameren und kostengünstigeren Tempo. It’s doubtful that you’ll use LoRa to submit video or audio. Die Geschwindigkeit von LoRa liegt zwischen 0.3 und 27 Kilobit pro Sekunde, wodurch sichergestellt wird, dass die Übertragung eines Bildes viele Stunden und das Streamen eines Videos Jahrzehnte dauern würde.
LoRa, auf der anderen Seite, hat viele andere Anwendungen.
Das System wurde für industrielle IoT-Sensoren entwickelt, nicht für Unterhaltungselektronik. It’s used to send small data packets (um herum 240 Bytes) and doesn’t have a network IP stack. Als Ergebnis, LoRa wird die Temperatur weiterleiten, Feuchtigkeit, Vibration, Erleuchtung, und andere zugehörige Details.
Wie wäre es mit NB-IoT
Schmalband-IoT (NB-IoT) Netzwerke werden von bestimmten LoRa-fähigen Computern verwendet. NB-IoT ist ein Low-Power-Wide-Area-Netzwerk (LPWAN) Spezifikation, die von denselben Organisationen erstellt wurde, die 4G- und 5G-Protokolle erstellt haben.
Um es anders zu sagen, Dies ist eine Mobilfunktechnologie, die:
- arbeitet zusammen mit LoRaWAN
- wird von 4G-fähigen Smartphones verwendet
- Sobald 5G leicht zugänglich ist, es kann noch einige Zeit weiter verwendet werden.
- hat auch eine höhere Bandbreite als LoRa als Mobilfunktechnologie.
NB-IoT würde den Bau einer bestimmten Infrastruktur nicht erforderlich machen; es erfordert nur die Installation von Anwendungen. Als Ergebnis, ein Netzwerk wie dieses wird schnell skalieren, um Millionen von Benutzern zu erreichen. jedoch, im Vergleich zu LoRa-Systemen, die Anzahl solcher Geräte ist viel kleiner.
Der größte Fehler ist, dass NB-IoT viel Strom verbraucht, wodurch Akkus schnell leer werden.
NB-IoT ist auf Hop-by-Hop-Verschlüsselung angewiesen, die immer antiquierter wird, während LoRaWAN eine Ende-zu-Ende-Verschlüsselung verwendet, das ist ein neuer Sicherheitsprotokollmechanismus.
Die Zukunft von LoRaWAN
AWS LoRaWAN IoT ist die Zukunft von LoRaWAN. AWS vereint LoRa und IoT zu einer verwaltbaren Cloud-Plattform. Über LoRaWAN-Gateways, LoRaWAN-Geräte verbinden sich mit AWS IoT Core. AWS IoT-Regeln senden LoRaWAN-Systemnachrichten an andere AWS-Ressourcen und verarbeiten sie, um die Ergebnisse zu formatieren.
Die Service- und Systemrichtlinien, die AWS IoT Core zum Steuern und Verbinden mit LoRaWAN-Gateways und -Geräten benötigt, werden von LoRaWAN AWS IoT Core verwaltet. Die Ziele, die die AWS IoT-Regeln definieren, die Systemdaten an andere Anbieter übermitteln, werden ebenfalls von LoRaWAN IoT Core verwaltet.
Die Entwicklungsgeschichte von LoRaWAN
LoRa ist ein patentiertes Frequenzspreizspektrum. In 2008, Das französische Unternehmen Cycleo hat die Technologie patentieren lassen, und in 2012 Semtech hat es gekauft. Von diesem Moment an, LoRaWAN ist abgehoben. Semtech hat es geschafft, die Aufmerksamkeit von IBM und Cisco auf die neue Technologie zu erregen, die später der LoRa Alliance beitraten.
LoRaWAN (Weitverkehrsnetze mit großer Reichweite) wird im lizenzfreien Frequenzspektrum eingesetzt.
Geräte im LoRaWAN-Netzwerk übertragen asynchron zu sendende Daten an das Gateway. Mehrere Gateways, die diese Informationen empfangen, senden dann Datenpakete an einen zentralen Server im Netzwerk, und von dort zu den Anwendungsservern.
Die LoRa Alliance ist diejenige, die das Protokoll auf der ganzen Welt kontrolliert. Die Allianz vereint über 500 Hard- und Softwareunternehmen sowie LoRaWAN-Betreiber.
LoRaWAN-Kommunikationsdienste werden bereitgestellt von 42 Betreiber in mehr als 250 Städte auf der ganzen Welt.
So funktioniert LoRaWAN
The “LoRa IoT” (a channel connecting end devices to the operator’s access point), gebaut mit LoRaWAN-Technologie, kann durch drei Merkmale charakterisiert werden: “far, autonom über einen langen Zeitraum, and economical”.
LoRaWAN-Netzwerke haben eine hohe Bereitstellungsgeschwindigkeit (ab zwei Tagen) und einfache Inbetriebnahme. Die Sterntopologie schafft einen großen Abdeckungsradius für jede Basisstation und eliminiert Zwischengeräte.
Dank der ADR (Auto-Tuning-Datenrate) Modus, die Endgeräte sind nur während der Datenübertragung aktiv. Dies, gekoppelt mit der geringen Leistung des Senders selbst, lässt das Gerät bis zu autark arbeiten 10 Jahre von einer Batterie, sowie die Anzahl der Geräte, die mit einer Basisstation kommunizieren, erhöhen und das Netzwerk skalieren.
Durch die geringen Kosten von Basisstationen und Endknoten können einige Lösungen bis zu 10 mal günstiger im Vergleich zu Schwachstromsystemen wie ZigBee oder GSM / GPRS.
LoRa ist ein offener Standard, und dies vermeidet Monopol und Abhängigkeit von bestimmten Geräteherstellern. Ein weiterer Vorteil der Offenheit ist die Vereinigung von Entwicklern und Herstellern, die diese Technologie nutzen, in einer Allianz, wodurch es schneller und effizienter entwickelt und gefördert werden kann.
Aufgrund dieser Eigenschaften, LoRaWAN ist ideal für Systeme mit hohen Anforderungen an Kommunikationsstabilität über lange Distanzen und geringen Stromverbrauch, damit Endgeräte lange Zeit autonom und ohne Aufladen arbeiten können. Daher, it is possible to assemble various types of devices into a single system – street lights, Messgeräte für den Verbrauch von Wohnungen und kommunalen Dienstleistungen (Elektrizität, Wasser, Gas, Wärme), ein Fuhrpark (Kontrolle der Bewegung, Kraftstoffverbrauch), Sicherheitsgeräte (Zugangskontrolle), etc. , sowie grundlegend neue Lösungen im Bereich Kommunikationsdienste schaffen, Überwachung, Telematik, Telemechanik, Versand, ASKUE, APCS, Smart Home und Smart City Systeme, etc.
LoRaWAN-Bereitstellung
LoRaWAN wird normalerweise in unlizenziertem Spektrum vertrieben, Jeder kann ein LoRaWAN-basiertes IoT/LPWAN-Netzwerk aufbauen. Dadurch sind drei Implementierungsmodelle möglich:
Bedienerbasiert: Unter diesem konventionellen Modell, ein Betreiber investiert in den Aufbau eines nationalen Netzes und bietet seinen Abonnenten nur Konnektivitätsdienste an.
Unternehmensbasiert: Da LoRaWAN im unlizenzierten Spektrum arbeitet und Gateways relativ kostengünstig und einfach zu installieren sind, Dieses Modell ermöglicht gewerblichen Kunden den Aufbau eines eigenen privaten Netzes.
Hybridmodell: Aufgrund seines offenen Designs, LoRaWAN ist das faszinierendste Hybrid-Paradigma, was bei anderen konkurrierenden LPWA- oder Cellular IoT-Technologien nicht machbar oder schwierig ist (aufgrund lizenziertem Spektrum). Innerhalb von 3GPP, es gibt Projekte wie CBRS, Sie sind jedoch noch in Arbeit und noch lange nicht bereit für groß angelegte IoT-Implementierungen. Dieses Modell ermöglicht es einer öffentlich-privaten Zusammenarbeit, Netzwerkausgaben und -verkäufe zu teilen und gleichzeitig das Netzwerk zu verdichten, in dem Apps und Dienste am weitesten verbreitet sind. Da mehrere Gateways LoRaWAN-Nachrichten akzeptieren, und der Netzwerkserver eliminiert Redundanz, dieses Modell ist möglich. In Situationen, in denen das Netz von mehreren Betreibern/Unternehmen betrieben wird, die LoRa Alliance hat bereits eine Roaming-Architektur akzeptiert, die es Betreibern ermöglicht, das Netzwerk zu teilen. Dieses Modell senkt die Betreiberausgaben und bietet gleichzeitig ein transformatives Geschäftsmodell für die Bereitstellung von IoT-Funktionen dort, wo sie am dringendsten benötigt werden. Wir zeigen im letzten Abschnitt des Papiers, wie das LoRaWAN-Potenzial mit der Gateway-Dichte signifikant skaliert.
