فناوری LoRa

اگر با انواع تجهیزات شبکه سر و کار دارید حتما نام فناوری LoRa به گوشتان خورده است و شاید برایتان جالب باشد که بدانید این تکنولوژی چیست و چه کاربردی دارد؟ در این مطلب قصد داریم برایتان توضیح دهیم که پروتکل LoRa چگونه به امنیت شبکه کمک می‌کند و اینترنت اشیا را در سطح جهانی گسترش می‌دهد.

LoRa چیست؟

اگر بخواهیم لورا را تعریف کنیم باید بگوییم “فناوری LoRa نوعی پروتکل بی‌سیم جدید است که دقیقا برای اتصال دوربرد و ارتباطات کم مصرف طراحی شده است.” لورا مخفف Long Range Radio به معنی رادیو با برد بلند می‌باشد. نکته دیگری که حائز اهمیت است و نباید آن را نادیده گرفت کلیت فناوری لورا یعنی اینترنت اشیا یا به اصطلاح IoT و همینطور شبکه‌های M2M می‌باشد. این فناوری به شبکه‌های چند کاربره یا عمومی اجازه می‌دهد تا تعدادی از برنامه‌های کاربردی در حال اجرا در یک شبکه را به یکدیگر متصل کنند. همچنین از LoRa می‌توان برای اتصال حسگرها، دروازه‌ها، ماشین‌ها، دستگاه‌ها، حیوانات، افراد و غیره به صورت بی‌سیم به ابر استفاده کرد.”

LoRa چه مزایایی دارد؟

از طرفی باید بگوییم LoRa برای عمومی سازی شبکه‌های کم مصرف در سطح گسترده برای اینترنت اشیاء یا در اصطلاح LPWAN نیز طراحی شده است. در حقیقت فناوری باز LoRa WAN برنامه های هوشمند IoT را فعال می‌کند که برخی از بزرگترین چالش‌های پیش روی سیاره زمین را حل کند. چالش هایی مانند کاهش منابع طبیعی، پیشگیری از بحران کمبود منابع طبیعی، کنترل آلودگی هوا، مدیریت انرژی، بهره وری زیرساخت ها و غیره.

از دیگر مزایای لورا می‌توان به برد طولانی آن اشاره کرد. در این تکنولوژی یک دروازه یا ایستگاه پایه قادر است صدها کیلومتر مربع را پوشش دهد. هر چند برد آن وابستگی به موانع سر راه آن دارد با این حال بودجه لینک لورا نسبت به دیگر تکنولوژی‌های ارتباطی تا حدودی بیشتر است.

همچنین هر دروازه مجزای LoRa توانایی مدیریت میلیون‌ها گره را دارد. سیگنال‌ها قادرند مسافت قابل توجهی را گسترش دهند این به این معنا است که ساختار کمتری مورد نیاز بوده و دست کاربر را برای ساخت یک شبکه بسیار قوی تر و ارزان تر باز می‌گذارد. لورا همچنین دارای یک الگوریتم نرخ داده تطبیقی برای کمک به بهترین استفاده از ظرفیت شبکه می‌باشد که ظرفیت گره‌های شبکه و طول عمر باطری را افزایش می‌دهد. پروتکل لورا شامل تعدادی لایه است که به رمزگذاری شبکه برای ارتباطات ایمن کمک می‌کند.

دیگر مزایای LoRa

• مصرف انرژی این پروتکل بسیار کم است و عمر باتری سنسورها 2 الی 5 سال می‌باشد.
• امواج ساطع شده از لورا برای بدن انسان ضرر کمتری دارد
• امکان برقراری ارتباط در مسافت های طولانی را ممکن می سازد
• به شکل قابل توجهی در برابر نویزهای محیط اطراف ایمن است
• داده ها را با دقت بالایی ارسال می کند
• از آنجایی که در این فناوری داده‌ها به صورت دو طرفه رمزگذاری می شوند پس امنیت بسیار بالایی نیز دارد

معماری پروتکل لورا

1. نودها مانند سنسورها و endpoints‌ها
2. گیت وی‌ها
3. سرورهای شبکه
4. کامپیوترهای کاربران

فناوری LoRa در چه فرکانسی کار می‌کند؟

تکنولوژی لورا در باند‌های فرکانسی متفاوت در مناطق مختلف کار می‌کند. برای مثال در آسیا در باند 923 مگاهرتز، در اروپا در باند 868 تا 870 مگاهرتز و در آمریکا در باند 902 تا 928 مگاهرتز کار می‌کند.

کاربرد فناوری لورا

از آنجایی که این پروتکل در دسته شبکه های LPWAN یا همان دوربرد/کم مصرف قرار دارد، برای اجرای انواع پروژه های شهر هوشمند، کشاورزی هوشمند، خدمات درمانی هوشمند، فروشگاه هوشمند، انبار هوشمند ، زنجیره تامین هوشمند و غیره کاربرد بسزایی دارد.

مدولاسیون لورا

فناوری لورا یک مدولاسیون بی‌سیم و فیزیکی است که برای ایجاد پیوند ارتباطی دور برد استفاده می‌شود. در حقیقت این لایه فیزیکی از نوعی مدولاسیون فرکانس گسترده استفاده می‌کند. این نوع مدولاسیون سیستم های بی‌سیم مجهز به فناوری LoRa را قادر می‌سازد تا زمانی که مدولاسیون با تصحیح خطای انتقال رو به رو می‌شود، سیگنال هایی را که 20 دسیبل زیر سطح نویز هستند را از حالت تعدیل خارج کند. از طرفی در مقایسه با یک سیستم سنتی FSK در یک سیستم LoRa  بودجه پیوند می‌تواند بهبود بیش از 25 دسی بل را فراهم کند.

LoRaWAN چیست؟

LoRaWAN یک پروتکل شبکه کم مصرف و گسترده است که توسط اتحادیه لورا توسعه یافته و به صورت بی‎‌سیم چیزهایی را که با باتری کار می‌کنند به اینترنت در شبکه‌های منطقه‌ای، ملی یا جهانی متصل می‌کند و نیازهای کلیدی اینترنت اشیا (IoT) مانند ارتباطات دو طرفه، امنیت سراسری، پویایی و بومی سازی خدمات را هدف قرار می‌دهد.

LoRaWAN برای تعریف پروتکل ارتباطی و معماری سیستم از فرکانس بدون مجوز در باندهای ISM برای شبکه استفاده می‌کند. این در حالی است که لایه فیزیکی LoRa پیوندهای ارتباطی دوربرد بین سنسورهای راه دور و دروازه های متصل به شبکه را ایجاد می‌کند. این پروتکل به راه اندازی سریع شبکه‌های IoT عمومی یا خصوصی در هر نقطه با استفاده از سخت افزار و نرم افزار کمک می‌کند.

اتحادیه LoRa

مانند بسیاری از سیستم های دیگر LoRa نیز دارای یک نهاد صنعتی برای توسعه و ترویج فناوری خود در تمامی صنایع می‌باشد. اتحادیه LoRa در سال 2015 برای ارائه یک استاندارد جهانی منبع باز برای افزایش امنیت و توسعه IoT از طریق LPWAN راه اندازی شد. اعضای این اتحادیه را بیش از 500 عضو تشکیل می‌دهد که برخی از معروفترین آنها سیسکو، IBM، Everynet، Actility، MicroChip، Orange، KPN، Swisscom، Semtech، A2A Smart City SPA، Bouygues Telecom، Singtelو Proximus می‌باشد.