分类： 网络与安全
2018-10-19 18:13:25
物联网革命如火如荼，举目遥望，各种LPWAN技术都蓄势待发，为什么就只有LoRa获得全面推动与普及。许多人对这项技术仍然云里雾里，今天我们就从物联网的“应用”、“连接”和“安全”三大重点来说说LoRa独具优势的那些特征。
为什么LoRa能迅速普及落地?
1、客户愿意买单
答案很简单，能帮助客户省钱的、赚钱的，能保障人身安全、提供社会便利、维护社会稳定的物联网应用，一定是雪中送炭的，而方便好玩的一定是锦上添花的。
案例：智慧梦想小镇。在杭州余杭区的梦想小镇，基于阿里云IoT的Link WAN平台布设了LoRa网络来提供城市管理服务。在已交付的第一期项目中，LoRa技术在环境卫生，智慧停车，井盖监控等应用上为小镇管理者和居民提供便利的服务。
对广电企业而言，LoRa是目前最合适的物联网技术。一方面，广电企业的频谱资源完全可以承载LoRa网络，而且LoRa低成本、产业成熟、部署方便的特点也完全满足广电企业切入各地数字城市建设的迫切需求。在LoRa网络和物联网服务方面开展深度合作，双方将依托频谱资源、物联网全链路资源，快速、低成本地搭建物联网络。
2、LoRa具有成为企业级WiFi的独特价值
与其他LPWAN技术一样，LoRa具备广覆盖、大连接、低功耗、低成本等物联网特性，可广泛应用于多种场景。
与其他LPWAN技术不一样的是，LoRa的易部署、自主性与安全性。且经过国内外的多个商业落地，我们可以断言，LoRa更适合企业用户对自主性、快速性要求高，对连续覆盖、深度覆盖要求高的场景，如园区、工厂、厂矿、农场、物流集散地、综合体、人居社区等环境。
应用很关键，连接是基础，LoRa在连接上有何特别之处?
连接: 适用于企业专网部署
说到连接，LoRa特别之处是其网络构架，该构架独辟蹊径，简单灵活，也调优了LPWAN共同具备的大连接、广覆盖、低功耗和低成本等特性。
LoRa网络构架由终端节点、网关、网络服务器和应用服务器四部分组成。
大多数的网络采用网状拓朴，这易于不断扩张网络规模，但缺点在于使用各种不相关的节点转发消息，路由迂回，增加了系统复杂性和总功耗。
但采用星状拓朴，网关星状连接终端节点，但终端节点并不绑定唯一网关，相反，终端节点的上行数据可发送给多个网关。
LoRa星状拓朴的好处有三：
1)结构简单，部署灵活
星装拓扑结构简单，网关选点、部署灵活，且时延低。由于无线系统非常复杂且依赖于环境，如果没有任何经验，部署网络时必然会遇到不少麻烦，花费大量时间和精力，因此简化集成、灵活的网络部署方式是发展趋势，这也是LoRa的设计初衷。
2)调优功耗、覆盖、容量等性能
星装拓扑可将智能化的、复杂的和耗电较高的工作交给网关/网络服务器来处理，来延长终端电池寿命;网关执行自适应数据速率，适应不同终端节点的速率和功率，从而获得最大的网络容量和最长的终端电池寿命;同时，相比于网状拓扑，星装拓扑减少了同步开销和跳数，可进一步降低功耗。
3)当终端节点处于移动状态时，无需网关间切换，这利于资产跟踪等物联网应用。
从网络构架看，LoRa除了与其他所有LPWAN技术一样具备广覆盖、低成本、低功耗、低速率、高安全等特性之外，还有一颗“小、快、灵”的梦想。它适用于企业专网部署，自己部署网关，覆盖几公里范围的园区，也考虑到了如同手机网络一样的大型公共网络部署。
技术：LoRa五大优势成全球企业通用物联网技术
一是广覆盖。LoRa单一网关的覆盖距离通常在3-5km的范围，在复杂的城市环境中可以超过传统蜂窝网络，空旷地域甚至高达15公里以上，在特定条件下100百公里的距离也能够成功。
二是低功耗，电池供电可以支撑数年甚至十多年。
三是高容量。GSM基站通常在小几千的连接，家用wifi 网关往往仅有20不到的终端连接能力，LoRa网关得益于终端无连接状态的特性，可提供超过两万以上的终端连接数量。
四是网络通信成本极低，同时支持窄带数据传输。
除了以上四点，还有第五点：安全性。
“前瞻性安全设计”成技术亮点
如上图，LoRaWAN具有两个安全层：网络层安全和应用层安全，分别使用NwkSKey和APPSKey两个会话秘钥对所有网络数据流量进行加密保护。
NwkSKey用于在终端和网络之间传输时加密MAC层有效负载，其用来计算信息完整性代码(MIC)值，以防止伪消息和验证终端节点，实现网络层安全。
AppSKey用于在终端和应用服务器之间端到端加密应用负载，实现应用层安全，可确保网络运营商无法访问终端用户的应用数据。
LoRaWAN端到端的加密机制确保了只有持有密钥且被授权实体才能访问应用数据，防止了应用数据被窃听，保护了数据完整性和隐私。
