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LoRa應用中組網方式非常多,且很多供應商根據需求制定了相應的協議(網絡層和應用層),根據是否支持LoRaWAN協議可以分為LoRaWAN協議網絡和私有協議網絡兩大類。在中國的LoRa生態中有大量的用戶使用私有協議,而在歐美等發達國家的LoRa市場上絕大多數是LoRaWAN協議,這個跟LoRa推廣初期不同地區的國情相關。
LoRa網絡結構
1.點對點拓撲結構;
2.星狀拓撲結構(運營商的蜂窩網和LoRaWAN也是屬于星狀拓撲結構);
3.樹狀拓撲結構;
4.網狀拓撲結構;
5.混合拓撲結構。
其中樹狀拓撲結構、網狀拓撲結構、混合拓撲結構都屬于Mesh拓撲結構。
Mesh拓撲結構
Mesh網絡即“無線網格網絡”,是“多跳( multi-hop)”網絡,是由Ad-hoc網絡發展而來。無線Mesh網絡憑借多跳互連和網狀拓撲特性,已經演變為適用于寬帶家庭網絡、社區網絡、企業網絡和城域網絡等多種無線接入網絡的有效解決方案。使用Mesh技術的代表技術就是ZigBee技術。
提到LoRa也使用Mesh技術,大家會很好奇,因為在正常的應用中LoRa的覆蓋半徑是ZigBee的10倍,根本沒有必要使用Mesh技術。但一些LoRa應用需要在較高通信速率下將數據傳輸到很遠的地方,已知高速率下LoRa的靈敏度會降低,所以在這些遠距離、高通信速率的LoRa應用中,就要使用到Mesh技術。常見的LoRa Mesh應用有野外數據傳輸和智能水表、智能電表。在森林和荒野的數據采集和傳輸中,由于幾十公里甚至上百公里的區域內沒有蜂窩網絡和有線網絡。要把森林和荒野深處的數據傳輸到有網絡的地方,單靠LoRa單跳的傳輸距離是不夠的,需要在傳輸路徑上多級中繼轉發。
星狀拓撲網絡
星狀拓撲網絡是最常見的拓撲網絡結構,比如Wi-Fi是最典型的星狀結構。如圖1所示,星狀結構的中心為網關,其他的連接都為節點(也叫作終端節點、終端設備或傳感器),網關與每個節點通信。LoRa最常見的應用方式也是采用此種網絡,這也是LoRa被稱為“長Wi-Fi"的原因之一,其組網方式與Wi-Fi相似。
針對不同的應用,星狀網絡的LoRa網關配置和使用方式不同。由于使用節點芯片,網關的接收只能是- -種固定頻率、擴頻因子、帶寬的參數組合,針對多路信道和下行控制,衍生出了多種不同的網關形式和網絡應用形態。
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