LoRa et LoRaWAN sont des technologies de communication sans fil très populaires dans le domaine actuel de l'Internet des objets. LoRa est une technologie de couche physique et LoRaWAN est un protocole de communication. Ils utilisent une technologie de modulation sans fil à large bande de faible consommation pour fournir des services de communication longue distance dans des scénarios longue distance, à faible vitesse et à faible consommation.

Une introduction à la technologie LoRa et LoRaWAN 

Le principe de la technologie LoRa a été introduit précédemment. En termes simples, la technologie LoRa utilise la technologie de modulation à spectre étalé pour obtenir une transmission longue distance et une faible consommation d'énergie en modifiant le facteur d'étalement et le taux de code du signal. La technologie LoRa est largement utilisée dans l'Internet des objets, les maisons intelligentes, le contrôle industriel et d'autres domaines.

La technologie LoRaWAN est un protocole de communication basé sur la technologie LoRa. LoRaWAN définit un protocole de communication sans fil basé sur une topologie en étoile, permettant aux appareils de se connecter au réseau sans fil pour assurer la communication et le contrôle avec le cloud. Par rapport aux technologies de communication traditionnelles GPRS, 3G, 4G et autres, LoRaWAN présente des avantages significatifs en matière de transmission longue distance et de faible consommation d'énergie, il est donc largement utilisé dans le domaine de l'Internet des objets.

Principe technologique LoRa

LoRa est une technologie de communication sans fil longue distance à faible consommation qui utilise la technologie de modulation CSS (Chirp Spread Spectrum) pour transmettre des signaux sur une bande de fréquences à large bande et possède de bonnes capacités anti-interférences. Le cœur de la technologie LoRa est la puce du modem LoRa, qui permet la transmission et la réception de signaux longue distance en codant et décodant les signaux dans le domaine fréquentiel. Par rapport aux méthodes de modulation traditionnelles telles que ASK, FSK et PSK, la technologie LoRa présente les avantages suivants :

Capacité de transmission longue distance : la technologie LoRa peut réaliser une communication longue distance. Sa distance de transmission peut atteindre plusieurs kilomètres, ce qui est plus loin que la technologie de communication sans fil traditionnelle.

Reportez-vous à l'article :

• Pourquoi LoRa peut-il atteindre une faible consommation d'énergie, une longue distance et une protection contre les interférences ?

• Technologie LoRa : faible consommation d'énergie, longue distance, anti-interférence

Conception à faible consommation d'énergie : la consommation d'énergie de la technologie LoRa est très faible, ce qui permet à l'appareil de fonctionner longtemps sur batterie.

Canal haut débit : la technologie LoRa peut communiquer sur un canal haut débit, ce qui accélère le taux de communication de l'appareil.

Forte capacité anti-interférence : la technologie LoRa utilise la technologie de modulation CSS, qui a une bonne capacité anti-interférence et peut obtenir une communication stable dans des environnements complexes.

Principe technologique LoRaWAN

LoRaWAN est un protocole de communication sans fil IoT basé sur la technologie LoRa. Il adopte une structure de réseau en étoile et peut connecter plusieurs types de terminaux. LoRaWAN utilise la technologie LoRa pour la communication et utilise également un protocole spécialisé pour mettre en œuvre l'enregistrement, l'authentification, la sécurité et la transmission des messages des appareils.

Le cœur de LoRaWAN est la passerelle et l’équipement du terminal. La passerelle est responsable de la communication avec Internet et le terminal communique avec la passerelle via la technologie LoRa. LoRaWAN utilise différentes catégories et taux de transmission de données pour répondre à différents scénarios et exigences d'application. La structure de réseau en étoile de LoRaWAN le rend adapté à un large éventail de scénarios d'applications IoT, tels que les maisons intelligentes, les villes intelligentes, la logistique intelligente, etc.

LoRa et LoRaWAN présentent les différences suivantes :

Normes techniques : LoRa est une technologie de couche physique, tandis que LoRaWAN est un protocole de communication complet. La technologie LoRa offre une communication sans fil longue distance, à faible consommation d'énergie et à faible débit, tandis que LoRaWAN est un protocole de communication multi-nœuds, sécurisé et à faible consommation développé sur la base de la technologie LoRa.

Scénarios d'application : la technologie LoRa peut être utilisée dans de nombreux scénarios d'application différents, tels que la maison intelligente, l'Internet des objets, l'automatisation urbaine, etc. LoRaWAN est principalement utilisé dans les réseaux étendus de faible puissance de l'Internet des objets, tels que les compteurs intelligents, les poteaux d'éclairage intelligents, la surveillance environnementale, etc.

Topologie du réseau : la technologie LoRa peut mettre en œuvre différentes méthodes de communication telles que le point à point, le point à multipoint et la diffusion, tandis que LoRaWAN utilise une topologie de réseau en étoile, comprenant des nœuds terminaux, des passerelles et des serveurs d'applications.

Mécanisme de sécurité : la technologie LoRa elle-même ne fournit pas de mécanisme de sécurité, tandis que LoRaWAN fournit une variété de mécanismes de sécurité, tels que le cryptage, l'authentification, la vérification de l'intégrité des données, etc., pour protéger la sécurité et la confidentialité des données.

En général, LoRa est une technologie de couche physique qui permet une communication sans fil longue distance, à faible consommation d'énergie et à faible débit, tandis que LoRaWAN est un protocole de communication développé sur la base de la technologie LoRa et est principalement utilisé pour la communication sans fil à faible vitesse dans le Internet des objets.Alimentation de réseaux étendus.

Quels sont les avantages et les inconvénients de LoRa et LoRaWAN ?

LoRa est une technologie de communication sans fil de faible puissance, et LoRaWAN est un protocole IoT basé sur la technologie LoRa. Leurs avantages et inconvénients sont les suivants :

Avantages de LoRa :

Transmission longue distance du module lora : la technologie LoRa peut transmettre des données sur une vaste zone, jusqu'à des dizaines de kilomètres.

Module LoRa faible consommation d'énergie : la technologie LoRa utilise une très faible consommation d'énergie, ce qui la rend idéale pour les appareils IoT dont la durée de vie de la batterie peut durer des années.

Faible coût du module lora : Le coût de la technologie LoRa est relativement faible car elle utilise des bandes de fréquences libres.

Capacité du réseau du module lora : en raison de la transmission longue distance et de la faible consommation d'énergie de la technologie LoRa, un seul réseau peut prendre en charge des milliers d'appareils.

Inconvénients de LoRa :

Faible débit de données LoRa : la technologie LoRa a un taux de transmission lent, généralement de l'ordre de centaines de bits par seconde.

Communication bidirectionnelle LoRa : la technologie LoRa ne prend généralement en charge que la communication unidirectionnelle, des protocoles de communication supplémentaires sont donc nécessaires pour réaliser une communication bidirectionnelle.

Avantages de LoRaWAN :

Protocole LoRaWAN haute sécurité : LoRaWAN utilise la technologie de cryptage pour protéger la sécurité des données.

Flexibilité du protocole LoRaWAN : LoRaWAN prend en charge différents types d'applications et peut être configuré en fonction des besoins.

Communication bidirectionnelle du protocole LoRaWAN : LoRaWAN prend en charge la communication bidirectionnelle et peut réaliser une communication bidirectionnelle entre l'appareil et le serveur.

Inconvénients de LoRaWAN :

Capacité du réseau : étant donné que LoRaWAN utilise une bande de fréquences partagée, la capacité du réseau est limitée et une congestion du réseau peut survenir.

Latence : LoRaWAN a une latence relativement importante, ce qui peut impacter les performances des applications temps réel.

Comparaison des scénarios d'application entre LoRa et LoRaWAN

LoRa est une technologie de communication longue distance à faible consommation adaptée aux scénarios d'application dans lesquels de petites quantités de données sont transmises. LoRaWAN est un protocole de communication utilisé pour construire des réseaux étendus à faible consommation. Ce qui suit est une comparaison des scénarios d'application de LoRa et LoRaWAN

Scénarios d'application LoRa

Applications Internet des objets (IoT) : la technologie LoRa convient aux applications IoT qui nécessitent la transmission de petites quantités de données sur de longues distances, telles que les maisons intelligentes, l'agriculture intelligente, les villes intelligentes, etc.

Applications d'automatisation industrielle : la technologie LoRa peut être utilisée pour surveiller l'état, la température, l'humidité et d'autres informations des équipements industriels et transmettre ces données au centre de contrôle.

Applications de surveillance environnementale : la technologie LoRa peut être utilisée pour surveiller les données environnementales telles que l'atmosphère, la qualité de l'eau, le sol, etc., ainsi que les données sur les catastrophes naturelles telles que les tremblements de terre et la météorologie.

Scénarios d'application LoRaWAN

Applications urbaines intelligentes : la technologie LoRaWAN peut être utilisée pour construire des infrastructures de ville intelligente, telles que des lampadaires intelligents, des poubelles, des parkings, etc.

Applications de logistique et de chaîne d'approvisionnement : la technologie LoRaWAN peut être utilisée pour surveiller l'état des marchandises, leur emplacement et les informations de transport dans la logistique et les chaînes d'approvisionnement.

Applications agricoles et d'élevage : la technologie LoRaWAN peut être utilisée pour surveiller la température, l'humidité, l'humidité du sol et d'autres informations sur les terres agricoles et les élevages afin d'aider les agriculteurs à mieux gérer la production agricole.
5. Les principes de la technologie LoRaWAN incluent principalement les aspects suivants :

Architecture réseau : L'architecture réseau LoRaWAN adopte une topologie en étoile, dans laquelle le terminal communique avec la passerelle via la technologie LoRa, et la passerelle transmet les données au serveur cloud.

Protocole de communication : LoRaWAN définit un ensemble complet de protocoles de communication, notamment les protocoles de couche MAC et les protocoles de couche application. Le protocole de couche MAC définit les règles de communication entre le terminal et la passerelle, notamment la structure de trame, la méthode de transmission des données, l'authentification par cryptage, etc. Le protocole de la couche application définit le contenu et le format spécifiques de la transmission des données.

Mécanisme de sécurité : Le protocole LoRaWAN adopte un mécanisme de sécurité multicouche, comprenant une authentification par cryptage entre le terminal et la passerelle, une connexion sécurisée entre la passerelle et le serveur cloud, etc. Ces mécanismes de sécurité garantissent la confidentialité et l'intégrité des données.

Mécanisme QoS : la technologie LoRaWAN prend en charge plusieurs niveaux de qualité de service (QoS), notamment la transmission confirmée, la transmission non confirmée, etc. Ces niveaux de qualité de service peuvent être configurés de manière flexible selon différents scénarios d'application pour obtenir le meilleur effet de transmission de données.

La différence entre la communication LoRa et LoRaWAN

LoRa est une technologie de couche physique utilisée pour la communication sans fil, tandis que LoRaWAN est un protocole de niveau supérieur construit sur LoRa et utilisé pour connecter les nœuds LoRa à Internet dans l'Internet des objets. Leurs différences de communication résident donc principalement dans les protocoles de communication.

Dans la communication LoRa, la communication entre nœuds adopte une méthode point à point, c'est-à-dire que deux nœuds communiquent directement sans passer par l'infrastructure réseau. Cela signifie que les nœuds doivent gérer eux-mêmes les fréquences de communication et d’autres paramètres pour garantir que les communications entre eux n’interfèrent pas les unes avec les autres. De plus, la technologie LoRa présente les caractéristiques de transmission longue distance et de faible consommation d'énergie, et convient aux applications IoT qui nécessitent une faible consommation d'énergie et une communication longue distance.

En revanche, LoRaWAN est un protocole de communication basé sur une structure de réseau en étoile, qui transmet les données via les nœuds LoRa jusqu'à la passerelle, puis les envoie à Internet via la passerelle. Le protocole LoRaWAN fournit également des fonctions de gestion de réseau, telles que l'enregistrement des nœuds, la gestion des fréquences, le cryptage des données, etc. De cette manière, il peut prendre en charge des applications IoT plus volumineuses et plus fiables.

De plus, le protocole LoRaWAN prend également en charge une variété de topologies de réseau différentes, notamment en étoile, en arbre, en maillage, etc., ce qui le rend adaptable à divers scénarios IoT. De plus, LoRaWAN peut également prendre en charge une variété de protocoles de couche application différents, tels que MQTT, HTTP, etc.

Comparaison des caractéristiques techniques entre LoRa et LoRaWAN

LoRa et LoRaWAN sont deux technologies IoT liées, toutes deux basées sur des puces LoRa, mais présentant des caractéristiques et des scénarios d'application différents. Voici une comparaison de leurs caractéristiques techniques :

Reportez-vous à l'article :

• Protocoles entre les passerelles Lorawan et les serveurs Web communs
  

• Tutoriel : Comment se connecter au serveur LoRaWAN pour l'envoi et la réception de données

• Comparaison du module LoRaWAN par rapport à d'autres technologies de communication IoT
  

Principe technique :

Le principe de la technologie LoRa est d'obtenir une communication longue distance, à faible consommation d'énergie et à faible débit de données en modifiant la méthode de modulation et les paramètres des signaux sans fil. Il utilise la méthode de modulation CSS (Chirp Spread Spectrum) pour convertir les données d'information en un signal spécial. Modulé via une puce de modulation LoRa. . La technologie LoRaWAN est basée sur la technologie LoRa et met en œuvre un protocole réseau complet et un mécanisme de sécurité, permettant aux nœuds de communiquer entre eux et avec le cloud. Il fournit principalement les protocoles réseau et les mécanismes de sécurité nécessaires à la communication de l'Internet des objets.

Portée de communication :

La portée de communication de la technologie LoRa est relativement longue, la distance de communication peut atteindre plusieurs kilomètres et les performances de pénétration sont fortes, ce qui la rend adaptée à une utilisation dans des environnements ouverts tels que les villes et les zones rurales. La technologie LoRaWAN peut réaliser une interconnexion mondiale des appareils IoT et convient aux réseaux de capteurs à grande échelle.

Taux de transfert des données:

Le débit de transmission de données de la technologie LoRa est faible, généralement compris entre quelques milliers de bits par seconde et des dizaines de milliers de bits par seconde, et convient à la transmission de données basse fréquence. La technologie LoRaWAN peut prendre en charge une variété de débits de transmission de données, allant de centaines de bits par seconde à des centaines de kilobits par seconde, et convient à la transmission de différents types de données.

Topologie du réseau :

La méthode de communication de la technologie LoRa est la communication point à point ou réseau en étoile, qui nécessite que chaque nœud puisse communiquer directement avec la passerelle. La technologie LoRaWAN utilise une topologie de réseau en étoile, maillée ou hybride, et les nœuds peuvent communiquer via d'autres nœuds, améliorant ainsi l'évolutivité et la fiabilité du réseau.


En général, la différence de communication entre le module LoRa et le module passerelle LoRaWAN réside principalement dans le protocole de communication. LoRa convient à la communication point à point et peut atteindre une faible consommation d'énergie et une communication longue distance. LoRaWAN est un protocole de niveau supérieur qui prend en charge la structure de réseau en étoile et une variété de protocoles de couche d'application différents, et convient aux applications IoT à plus grande échelle et plus fiables.