在不久的將來，萬億規模的傳感器將互聯，形成萬物互聯的大規模物聯網絡。在逐步構建這一網絡的過程中，將會有多種無線技術出現并發展成熟。無線技術的多樣性源自大規模物聯網場景的多樣化需求。在這中間，低功耗廣域網（LPWA）技術，獲得了足夠的關注。

LoRaWAN是LPWA網絡的典型代表，它采用一種叫做LoRa的擴頻調制技術，在亞洲、歐洲和北美等地區都有大量部署。該技術的特點是具有極高鏈路預算，可以通過單網關實現高達10公里的覆蓋。即使與其他同樣強調廣域覆蓋的LPWA技術相比，LoRa仍然具有一些優勢。目前，僅在中國大陸，每年就有數千萬計的傳感器通過LoRa技術組網，其中，越來越多為LoRaWAN網絡。

LoRaWAN優勢

低功耗和覆蓋范圍廣是LoRaWAN技術的主要特點，同時，LoRaWAN的產業鏈已經非常成熟，從芯片、模組、到網關和云服務，都有相當多的廠家、代理商、集成商在提供專業的產品和服務。這使得LoRaWAN能夠以低成本快速形成網絡覆蓋。這是LoRaWAN得以流行的關鍵。“快速”反映了當今社會信息技術的快節奏發展，“低成本”則對成本敏感的早期項目，尤其是概念驗證項目尤為重要。

LoRaWAN的另一特點是協議開放。開放的協議促進了產業生態的萌發。加上其他替代網絡技術未能快速真正成熟，使得LoRaWAN在某種程度上成了早期LPWA的事實標準。

LoRaWAN這些優勢促成了該技術的流行。據艾森智能LoRaWAN平臺業務loraFlow.io的統計，其支撐的LoRaWAN應用場景涵蓋包括農業、環境、能源、制造、城市管理和生活服務等諸多行業和領域。

LoRaWAN面臨的挑戰

即便是一門炙手可熱的技術，我們在設計和運營LoRaWAN的過程中仍然遇到一些局限性。我們的客戶也常常面對一些困惑。比如，很多客戶會將LoRaWAN用于采集和監控一些傳感器讀數。這些讀數會被周期刷新，一般認為這些讀數偶爾丟失也不會引起嚴重的后果。一個監控電子產品生產流水線工作參數的傳感采集監控系統就是這樣一個例子。這個系統中，多種傳感數據被采集和監視，包括流水線環境溫濕度，以及一些用于流水線生產過程的特殊氣體壓力等。在構建物聯網之前，這些數據未被采集，或者靠人工以很低的頻率（比如一天兩次）進行巡檢采集。通過聯網，這些數據每天都會多次被采集并上傳到監控中心或云端，支持業務。

LoRaWAN的一個局限性在于很難提供確定性保障。在上面的例子中，人們最開始對傳感數據丟失持容忍態度，然而，隨著時間發展，數據丟失會變得敏感。這種情況可能發生，比如，工廠的信息化和自動化程度加深，裁剪了一些可以容忍錯誤的人工環節。此時，監控系統不再是業務系統一個“可有可無”的伴生系統，而是需要相互協作的有機體，成為業務系統的一部分（如SCADA業務的一部分）。在這種情況下LoRaWAN變得不再適應。

LoRaWAN的另外一個局限在于容量非常有限。這是受其底層調制技術和簡單的介質訪問協議共同制約的。然而，底層調制技術與介質訪問協議同時也是LoRaWAN得以“流行”的一個優點。因此，可以這樣解釋，當LoRaWAN的優點與其使用場景不再相匹配，或者這些優點在使用場景不再如此關鍵時，LoRaWAN就不再具有優勢。這種場景在我們與客戶的業務實踐中越來越多的出現，并促使我們提出了新的解決方案——LoRaLAN。

LoRaLAN解決方案

LoRaLAN在諸多方面改進了LoRaWAN。

物理層

在物理層調制技術方面，LoRaLAN采用2.4G LoRa調制技術。與LoRaWAN的調制技術相比，它們都采用相同的擴頻技術，但是LoRaLAN支持更快的擴頻因子（SF5，SF6，SF7），信道帶寬也從LoRaWAN的125KHz提高到了最高1.6MHz。調制方式的改變帶來網絡速率和網絡容量兩個數量級的提升。

調制參數的變化也帶來了更低的功耗。因此，同樣的業務場景中，采用LoRaLAN能夠數倍的提升電池壽命，或者同樣的電池壽命下支持更頻繁的數據采集。

介質訪問技術

LoRaLAN采用了基于TSCH（Time Sync Channel Hopping）技術的介質訪問技術。LoRaLAN的TSCH技術具有幾個主要特征：

鏈路級可靠技術，提供100%的消息可靠性保障

先進的時鐘同步技術，即使在低精度振蕩器（50ppm）上也能可靠同步

支持跳頻，有效防止干擾和多徑衰減

支持多網關聯合組網，設備自動切換

支持設備移動

支持Class A和Class C類設備，ClassA設備可以長時間休眠，不影響同步

頻譜利用高效。支持網關動態調度無線資源，支持預分配固定周期資源。對動態調度資源和固定周期資源實現無沖突訪問

安全性

LoRaLAN采用比LoRaWAN更安全的加密技術，包括支持雙向認證的會話密鑰分發機制，以及基于AES128 CBC的加密技術，能更好的防止重放攻擊和差分攻擊。

網絡管理

網絡管理對規模部署IOT網絡是一個值得關注的問題。在LoRaWAN中，網關和終端設備一般需要事先規劃好網絡參數，包括頻點和SF選擇。這些參數一旦固化就很難改變。

對于LoRaLAN中，網絡參數可以在云端動態調整，一旦變化，終端能夠在幾秒鐘之內發現并建立新的同步。云端可以管理多個網關，終端還能自動根據網關的信號質量和負載程度選擇一個最佳網關加入網絡。

LoRaLAN云服務

LoRaLAN的設計者，深圳市艾森智能技術有限公司，是一家專注提供物聯網云服務的創新企業，也是LPWA行業的知名企業，其多個LoRaWAN端到端的解決方案吸引了全球來自包括歐洲和亞洲在內的眾多行業客戶。LoRaLAN的設計正是基于其長期設計和運營LoRaWAN的經驗積累。艾森智能除了提供LoRaWAN端到端解決方案外，還將提供LoRaLAN從模組、網關到云端數據服務的端到端的整體解決方案。

senzFlow.io是艾森智能新一代IOT云平臺，具備3大主要技術特征：

靈活的接入能力。支持多協議接入，支持任意數據格式。senzFlow.io支持的協議包括LoRaLAN，LoRaWAN，WiFi以及NB-IoT等其他協議。任何數據格式均可接入，也支持完整的數據格式轉碼能力。

支持快速生成應用。senzFlow.io支持具備通過聲明式的語法在線創建應用的能力，同時提供易用的交互式控制臺UI完成所有操作。senzFlow.io同時提供完整的IOT能力API，支持客戶生成更復雜的私有業務系統。

具有端到端的安全性。端到端的安全性要求物聯網全鏈路不存在安全漏洞，包括無線協議，接入網回傳鏈路，云端接口等。以LoRaLAN為例，在無線協議設計中采用了比LoRaWAN更安全的加密技術，包括支持雙向身份認證的安全的密鑰交換技術，以及基于AES 128 CBC的全空口消息加密技術。

結論

LoRaLAN和LoRaWAN，同屬于低功耗物聯網技術，適合在園區，小區，礦場，農場等場所提供運營部署。相比LoRaWAN，LoRaLAN縮小了單點覆蓋范圍，但是大大提高了網絡帶寬，提升了網絡容量，并進一步降低了設備功耗。

LoRaLAN相比其他物聯網技術，如同屬2.4G技術體系的ZigBee和WirelessHART，LoRaLAN仍然具有明顯的覆蓋能力優勢。同時，LoRaLAN具有低成本，低延遲的特點，能支持確定性業務。結合艾森智能IOT云服務，用戶可以快速的構建可靠的，具有相當網絡容量的IOT網絡，并支撐一部分敏感業務。