LoRa 与 LoRaWAN

这两个名称分别代表什么，LoRaWAN 适用于哪些场景，以及网络是如何构成的。

两个层次

LoRa（源自“Long Range”）是无线电技术。它采用线性调频扩频调制（CSS）：每个符号都是一个扫过整个信道的音调。因此，接收方能够解调低于噪声电平的信号。这项技术来自法国公司 Cycleo，Semtech 于 2012 年收购了该公司。如今大多数 LoRa 射频芯片仍由 Semtech 生产。

LoRa 数据包以规则的扫频信号（前导码）开始。在数据部分，每个扫频信号从不同的频率开始：这个起点承载着信息。

LoRaWAN 是建立在其上的网络协议。它规定设备如何入网、消息如何加密和计数，以及网络如何控制发送参数。该规范是开放的，由 LoRa Alliance 维护。目前使用的版本有 1.0.x（主要是 1.0.3 和 1.0.4）和 1.1。各个地区的频率在另一份单独的文件“Regional Parameters”（区域参数）中规定。

简而言之：LoRa 是无线链路，LoRaWAN 是网络。

LoRaWAN 适用于什么

数据量小： 每条消息通常 10 到 50 字节。
发送不频繁： 两条消息之间间隔几分钟到几小时。
距离远： 在城市中可达几公里，在乡村和有视距的情况下远得多。
电池供电： 设备几乎一直处于休眠状态，通常可以运行好几年。
不适合 语音、图像、实时控制或频繁向设备回复。

网络如何构成

设备不绑定某一台网关：覆盖范围内的每台网关都会收到它的数据包。网络服务器会去除重复的数据包。

组成部分	任务
终端设备（节点）	传感器、追踪器或现场测试仪。发送上行，偶尔接收下行。
网关	同时在 8 个或更多信道上接收它听到的一切，并原样转发给网络服务器。网关无法读取有效载荷。
网络服务器（LNS）	检查消息，去除重复（当多台网关收到同一个数据包时），选择用于回复的网关，并控制数据速率。
入网服务器（Join server）	管理设备入网时使用的密钥。
应用服务器 / 集成	解密有效载荷，并通过 Webhook、MQTT 或类似方式交给应用。

因此，现场测试仪对同一条消息常常会显示多台网关。

上行和下行

上行： 设备 → 网络。这是通常的情况。
下行： 网络 → 设备。只能在上行之后的短时间内进行。网关发送时，无法在任何信道上接收。因此下行机会很有限。

设备类别

A 类：每次上行后打开两个短接收窗口。只有在这时，网络才能回复。

类别	行为	典型用途
A	每次上行后打开两个短接收窗口（RX1 在 1 s 后，RX2 再晚一秒；在 TTN 上 RX1 在 5 s 后）。其余时间设备处于休眠状态。	几乎所有传感器，现场测试仪也是
B	在固定时间打开额外的接收窗口，通过网关发出的信标同步。	少见
C	几乎一直在监听。功耗高。	市电供电的设备，例如执行器