Спецификации стандарта LoRaWAN версии R1.0 присвоен статус публичного релиза, и теперь она доступна для загрузки с веб-сайта LoRa Alliance.
LoRa Alliance рассматривает данное событие как важный шаг к международной стандартизации глобальных компьютерных сетей с низким уровнем энергопотребления, которое стимулирует активное развёртывание сетей и производство датчиков с питаем от плоских миниатюрных батареек.
Архитектурой сети стандарта LoRaWAN является топология «звезда», в которой шлюзы транслируют сообщения между конечными устройствами и центральным сервером сети. Шлюзы подключены к серверу сети по стандартным IP каналам, в то время как конечные устройства используют радиочастотное соединение к одному или нескольким шлюзам. В звездообразной сети легко рассчитать длительность автономной работы каждого узла от батареи, что делает её идеальной для применения в различных интеллектуальных приборах учёта.
Связь между конечными устройствами и шлюзами распределена по разным частотным каналам и скоростям передачи данных. Выбор баланса между устойчивостью канала и скорости передачи данных является вопросом баланса между дальностью связи и полезной нагрузкой. Скорости передачи данных стандарта LoRaWAN колеблются в диапазоне значений от 0.3 кбит/с до 50 кбит/с. Чтобы максимизировать срок службы аккумулятора устройства, пропускную способность, простоту развёртывания сети, лёгкость масштабирования, сервер сети стандарта LoRaWAN управляет скоростью передачи данных для каждого подключенного датчика, применяя адаптивный алгоритм установки скорости передачи данных. Оптимизация основывается на учёте таких дополнительных данных как отношение сигнал/шум радиочастотного канала, уровень мощности принятого сигнала, уровень ошибок в пакетах и число используемых каналов.
Национальные сети LPWAN Интернета вещей предъявляют строгие требования с точки зрения безопасности каждого отдельного пользователя и, как правило, требуют местного сервиса. Чтобы гарантировать выполнение данных требований для пользователя, приложений или владельца сети стандарт LoRaWAN включает:
- Уникальный ключ сети (EUI64) и гарантию безопасности на уровне сети
- Уникальный ключ применения (EUI64) гарантирует безопасность на уровне применений
- Специальный ключ устройства (EUI128)
Стандарт LoRaWAN описывает несколько классов конечных устройств для реализации различных требований применений Интернета вещей:
• Конечные устройства с двунаправленной связью (Класс A). Они позволяют производить двунаправленный обмен данными, в котором каждая передача к ведущему устройству следует за двумя короткими окнами приёма данных от хоста. Выбор слотов передачи производит конечное устройство, основываясь на своих потребностях в обмене данными, основанными на случайно выбранном моменте времени (ALOHA-образный протокол). Данный класс операций является самым малопотребляющим примером конечного устройства для применений, требующих приёма данных от сервера сразу же после того, как устройство передало данные хосту. Сообщения от сервера автоматически передаются устройству до момента следующей передачи данных к хосту.
• Конечные устройства с двунаправленной связью с распределяемыми слотами приёма (Класс B). В дополнение к устройствам Класса A со случайным окном приёма, устройства Класса B включают дополнительное окно приёма в запланированные временные диапазоны. Для того чтобы конечное устройство открыло окно приёма в запланированное время, оно получает синхронизированный во времени специальный сигнал от шлюза. Данная особенность позволяет серверу точно знать, когда устройство находится в режиме приёма.
• Конечные устройства с двунаправленной связью с максимальным количеством слотов приёма (Класс C). Имеют фактически непрерывно-открытое окно приёма, закрываемое только на время передачи.