Lora là gì ? Ứng dụng của mạng Lora là gì ?

Chủ Nhật, 24/01/2021

Nguyễn Văn Hùng

Chắc hẳn, thuật ngữ LoRa đã được các bạn nghe nhiều trong các ứng dụng liên quan IoT, Smart City,…Hôm nay, MC&TT và các bạn sẽ cùng tìm hiểu khái niệm cơ bản về LoRa nhé !

Lora là gì ?

Công nghệ Lora – một giao thức mới được thiết kế cho Internet vạn vật

Công nghệ LoRa , được phát triển bởi Semtech , là một giao thức không dây mới được thiết kế để truyền thông tầm xa, năng lượng thấp. Giao thức cung cấp loại khả năng liên lạc mà các thiết bị thông minh cần có, và Liên minh LoRa đang hoạt động để đảm bảo khả năng tương tác giữa nhiều mạng trên toàn quốc.

Một phần của phổ LoRa sử dụng thể hiện ít nhiễu điện từ, do đó tín hiệu có thể kéo dài một khoảng cách xa, thậm chí đi qua các tòa nhà, với rất ít năng lượng. Điều này phù hợp với các thiết bị IoT với dung lượng pin hạn chế. Điều đó cũng có nghĩa là các tinh thể chi phí thấp hơn có thể được sử dụng, do đó, việc xây dựng LoRa thành các thiết bị rẻ hơn.

Mỗi gateway LoRa có thể xử lý hàng triệu node. Điều đó, cộng với thực tế là các tín hiệu có thể kéo dài khoảng cách đáng kể, có nghĩa là cần ít cơ sở hạ tầng mạng hơn, do đó làm cho việc xây dựng mạng LoRa rẻ hơn. Các mạng LoRa có thể được đặt cùng với các thiết bị liên lạc khác, như các tháp điện thoại di động, làm giảm đáng kể các hạn chế xây dựng.

Các tính năng khác của LoRa cũng khiến nó trở nên lý tưởng cho IoT. LoRa sử dụng thuật toán tốc độ dữ liệu thích ứng để giúp tối đa hóa tuổi thọ pin và dung lượng mạng của thiết bị. Các giao thức của nó bao gồm nhiều lớp mã hóa, ở cấp độ mạng, ứng dụng và thiết bị, cho phép liên lạc an toàn. Tính hai chiều của giao thức hỗ trợ các thông điệp quảng bá, cho phép chức năng cập nhật phần mềm.

Công nghệ LoRa loại bỏ các giới hạn của IoT

Sự phát triển của Internet of Things bị giới hạn bởi dung lượng của mạng, bởi khả năng hoạt động của thiết bị mà không cần thay pin và bởi khả năng mã hóa truyền dẫn bí mật. Các tính năng được tích hợp trong LoRa cung cấp tất cả các khả năng này và sẽ cho phép sự phát triển rộng rãi của IoT.

Với công nghệ Lora , chúng ta có thể truyền dữ liệu với khoảng cách lên hàng km mà không cần các mạch khuếch đại công suất; từ đó giúp tiết kiệm năng lượng tiêu thụ khi truyền/nhận dữ liệu. Do đó, LoRa có thể được áp dụng rộng rãi trong các ứng dụng thu thập dữ liệu như sensor network trong đó các sensor node có thể gửi giá trị đo đạc về trung tâm cách xa hàng km và có thể hoạt động với battery trong thời gian dài trước khi cần thay pin.

Bảng so sánh Lora cùng các công nghệ khác

Vì sao cần phải sử dụng công nghệ Lora ?

Hiện nay, mọi người rất hào hứng với tất cả các khả năng do các cảm biến và thiết bị mới mang lại cho khối lượng dữ liệu hữu ích. Nhưng chuyện gì sẽ xảy ra nếu những cảm biến này dừng đột ngột việc phát dữ liệu do hết pin ? Pin sẽ cần phải được thay đổi cứ sau vài ngày hoặc vài tuần? Và 1 mạng sẽ xử lý lưu lượng dữ liệu lớn như thế nào?

Ưu điểm và nhược điểm của LoRaWAN

Ưu điểm của LoRaWAN

Cảm biến công suất thấp và vùng phủ sóng rộng được đo bằng km
Hoạt động trên tần số miễn phí (không có license), không có chi phí cấp phép trả trước để sử dụng công nghệ
Công suất thấp có nghĩa là tuổi thọ pin dài cho các thiết bị. Pin cảm biến có thể tồn tại trong 2 năm5 năm (Lớp A và Lớp B)
Thiết bị gateway LoRa đơn được thiết kế để chăm sóc hàng ngàn thiết bị đầu cuối hoặc node
Nó dễ dàng để triển khai do kiến trúc đơn giản của nó
Nó được sử dụng rộng rãi cho các ứng dụng M2M / IoT
Kích thước tải trọng tốt hơn (100 byte), so với SigFox là 12 byte
Mở: một liên minh mở và một tiêu chuẩn mở. Công nghệ mở so với đối thủ SigFox
Không giới hạn số lượng tin nhắn hàng ngày tối đa (so với giới hạn SigFox là 140 / ngày)
LoRaWAN có lợi ích là liên minh với cách tiếp cận mở thay vì độc quyền (SigFox).
Tầm xa cho phép các giải pháp như ứng dụng thành phố thông minh.
Băng thông thấp làm cho nó lý tưởng cho việc triển khai IoT thực tế với ít dữ liệu hơn và / hoặc với việc truyền dữ liệu không đổi.
Chi phí kết nối thấp.
Không dây, dễ cài đặt và triển khai nhanh.
Bảo mật: một lớp bảo mật cho mạng và một lớp cho ứng dụng có mã hóa AES.
Giao tiếp hai chiều đầy đủ.
Được hỗ trợ bởi những người như CISCO, IBM và 500 công ty thành viên khác của Liên minh LoRa.

Nhược điểm của LoRaWAN

Không dành cho tải trọng dữ liệu lớn, tải trọng giới hạn ở 100 byte.
Không cho giám sát liên tục (trừ các thiết bị Class C).
Không phải là ứng cử viên lý tưởng cho các ứng dụng thời gian thực đòi hỏi độ trễ thấp hơn và yêu cầu thiết bị ràng buộc.
Tăng cường mạng lưới LoRaWAN: Sự phát triển của các công nghệ LPWAN, và đặc biệt là LoRaWAN, đặt ra những thách thức cùng tồn tại khi việc triển khai các gateway vào khu vực đô thị.
Nhược điểm của tần số mở là bạn có thể bị nhiễu tần số đó và tốc độ dữ liệu có thể thấp. (Đối với GSM hoặc tần số được cấp phép, bạn có thể truyền trên tần số đó mà không bị nhiễu. Các nhà khai thác GSM sử dụng tần số nhất định phải trả phí cấp phép lớn cho chính phủ để sử dụng các tần số đó. LoRa hoạt động trên các tần số mở và không cần trạng thái license.)