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LoRaWAN部署的业务案例

发布时间:2019-02-02 17:54 所属栏目:[教程] 来源:大喵
导读:在LoRaWAN网络覆盖范围内,可以通过添加更多的网关来扩展网络容量。密集的LoRaWAN部署和优化的ADR(自适应数据速率)双管齐下,在大幅度提高网络容量的同时,可将功耗和运营商TCO(总投入成本)降低约10倍。 LoRaWAN已成为解决低功率广域网(LPWAN)部署难题的关

在LoRaWAN网络覆盖范围内,可以通过添加更多的网关来扩展网络容量。密集的LoRaWAN部署和优化的ADR(自适应数据速率)双管齐下,在大幅度提高网络容量的同时,可将功耗和运营商TCO(总投入成本)降低约10倍。

LoRaWAN网络

LoRaWAN已成为解决低功率广域网(LPWAN)部署难题的关键无线电技术之一,包括电源效率、远程部署、可扩展部署和成本效益等方面的问题。

LoRa联盟已经有超过500名成员,最近重量级成员,如谷歌、阿里巴巴和腾讯也加入了该联盟。

第一波LoRaWAN网络部署主要集中在由KPN、Orange、Swisscom等运营商领导的全国范围的大规模部署。即将到来的下一波部署浪潮该是该由大型私有企业来主导,并可实现公共及专用网络之间的互连,尤其是涉及LPWAN地理定位的用例。

在物联网用例中,运营商和终端客户偏向于使用LoRaWAN打通连接性。随着物联网部署在密度方面的增长,网络规划不可避免的成为确保运营商和终端客户长期成功和盈利的重要因素之一。

一个典型的例子是最近由Veolia Birdz公司和Orange签订的300万水表合同。这样的大规模的项目需要全而细致的网络规划,以实现用例所需的密集化和服务质量,同时优化成本。

LoRaWAN密集化技术的进一步研究

LoRaWAN网络采用的是已有的网络频谱,并且网络架构为星形拓扑结构,这使得网络部署和正在进行的密集化变得简单:当更多网关被添加到基础设施时,不需要进行频率模式规划或改组。

与Mesh技术相比,单跳到网络基础设施最小化了功耗,因为节点不需要中继来自其他节点的通信。另一个优点是,与Mesh相比,在具有低节点密度的稀疏模式中部署初始网络是可行的,这需要最小的节点密度来操作。更重要的是, 在干扰不断增加的情况下, LoRaWAN 不受多跳RF网络技术所遭受的指数数据包丢失的影响。

LoRaWAN网络的另一个独特特点是上行链路中的消息可以被任何网关接收。网络服务器的功能是根据上行链路RSSI估计值,消除上行链路中的重复元素,并为下行传输选择最佳网关。这使得地理位置等特性轻松地内置到LoRaWAN部署中。它还实现了上行链路宏分集,显着提高了网络容量和服务质量(QoS).

LoRaWAN还支持诸如自适应数据速率(Adr)等特性,该特性允许网络服务器通过下行MAC命令动态地更改终端设备的参数,如发送功率、频率和信号扩展因子。优化这些设置是提高终端设备容量和降低功耗的关键。

LoRaWAN参数的优化以及网络的密集化会导致网络容量的大幅增加。事实上,网络的LoRaWAN容量几乎可以无限期地随着密度的增加而扩大。

LoRaWAN网络

图片来源: Actility

在未来,特别是在城市环境中,由于流量的增加,LoRaWAN网络的业务量预计会变得更多,其未来将向LPWAN发展。

密集化如何使企业部署的总投入成本降低?

随着更多LoRaWAN网关被部署,网络实现了密集化,自适应数据速率(ADR)和功率控制算法也得以在网络中智能应用,从而大大降低了终端设备的功耗,减少了终端设备的总投入成本(TCO).

下面的数字清楚地表明,密集化可以节省多达10倍的电力消耗,并使企业部署的10年TCO总体减少。更换电池所需的人工是大规模企业部署10年TCO的主要成本。

LoRaWAN网络

图片来源: Actility

致密化导致终端设备的功耗大大降低,从而降低了整体TCO。

LoRaWAN网络

图片来源: Actility

致密化导致终端设备的功耗大大降低,从而降低了整体TCO。

LoRaWAN通常部署在未经授权的频谱中,允许任何人在LoRaWAN的基础上推出物联网网络。这里有三种网络部署模型:

1. 公共运营商网络

在这种传统模式中,运营商投资于一个区域或全国范围的网络,并向其客户销售连接服务。

2. 私人/企业网络

在此模型中,企业客户通常在私人场所设置LORAWAN网关(例如机场)。他们要么拥有由运营商管理的网关,要么使用自己的LoRaWAN网络平台。第二种部署模式是用于密集设备用例的游戏改变器,因为网络容量和增强的QoS可以略微增加成本。这是可行的,因为LoRaWAN在未经许可的频谱中运行,并且网关非常便宜,易于部署。

3. 混合模型

这是LoRaWAN所部署的最有趣的模型,因为它的开放架构。是不可能(或者更确切地说是困难的)与其他LPWAN技术或蜂窝网络相竞争的。这是由于特定频谱与公共网络之间没有漫游模型所致。对此,有一些解决方案,来自3GPP的CBRS和MulteFire等计划,但它们仍在研发过程中,并且远未达到大规模物联网部署的成熟度,特别是对于需要10-15年电池寿命的用例。

在混合模式中,运营商在全国范围内提供轻型的户外覆盖,但不同的利益相关者,如私营企业或个人可以根据其所在场所的需要来强化网络,进一步增强网络的密度。这种模式实现了双赢的私人或公共合作伙伴关系,可以共享网络的成本和收入,并使应用程序和设备最多的网络变得密集。

这个模型是可行的,因为多个网关可以接收LoRaWAN消息,并且网络服务器可以删除重复的内容。针对不同运营商或企业运营网络的情况,lora 联盟已经批准了 "lorwan 后端接口1.0 规范" 中的漫游体系结构, 以实现网络协作。

这种模式大大减少了运营商的投资,并提供了一种颠覆性的商业模式,以便在最需要的地方建立物联网。

LoRaWAN网络

图片来源: Actility

LoRaWAN允许公私部署,允许基于成本和收益共享的合作模型,并根据IOT应用程序的需求,对其最需要的网络进行密集化。

LoRaWAN密集化:降低运营商TCO的关键驱动因素

在设计和部署LoRaWAN网络时,系统运营商必须平衡密集网络及其服务传感器的成本与稀疏网络以及它的服务传感器的成本。

1. 传统与机会主义网络设计

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