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        經(jīng)過前面章節(jié)的學(xué)習(xí)，已知道LoRa只是一種物理層的調(diào)制解調(diào)無線通信技術(shù)。是無線通信技術(shù)就需要組網(wǎng)，那么LoRa應(yīng)用中的常見網(wǎng)絡(luò)有哪些？這些組網(wǎng)方式各有什么特點(diǎn)，分別支持哪些應(yīng)用呢？

        LoRa應(yīng)用中組網(wǎng)方式非常多，且很多供應(yīng)商根據(jù)需求制定了相應(yīng)的協(xié)議（網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層），根據(jù)是否支持LoRaWAN協(xié)議可以分為LoRaWAN協(xié)議網(wǎng)絡(luò)和私有協(xié)議網(wǎng)絡(luò)兩大類。LoRaWAN是LoRa聯(lián)盟推廣的統(tǒng)一協(xié)議，也是唯一一個全球達(dá)成共識的且聯(lián)盟成員一致推廣的LoRa協(xié)議。

        在中國的LoRa生態(tài)中有大量的用戶使用私有協(xié)議，而在歐美等發(fā)達(dá)國家的LoRa市場上絕大多數(shù)是LoRaWAN協(xié)議，這與LoRa推廣初期不同地區(qū)的國情相關(guān)。LoRa技術(shù)誕生在歐洲，當(dāng)市場認(rèn)識到LoRa技術(shù)的優(yōu)勢后，發(fā)現(xiàn)LPWAN會是一個非常大的市場，且LoRa技術(shù)推動LPWAN的應(yīng)用是絕佳的機(jī)會。此時最激動的是歐洲的電信運(yùn)營商們，這些運(yùn)營商與Semtech一起建立LoRa聯(lián)盟，并且朝著物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營商全覆蓋的目標(biāo)努力。所以在LoRa聯(lián)盟建立初期，都是執(zhí)行運(yùn)營商先建網(wǎng)，應(yīng)用和服務(wù)逐步增加的策略，這與國內(nèi)的電信運(yùn)營商大力投資先架設(shè)基站和蜂窩網(wǎng)絡(luò)，再一步一步地增加手機(jī)客戶是一個概念。所以LoRa聯(lián)盟建立的標(biāo)準(zhǔn)是針對電信運(yùn)營商的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，LoRaWAN最早的標(biāo)準(zhǔn)和定義就是在這個大環(huán)境下完成的。雖然當(dāng)時也有少數(shù)的國內(nèi)廠商加入聯(lián)盟之中，但是影響力不足。當(dāng)LoRaWAN技術(shù)來到中國后，發(fā)現(xiàn)中國的市場情況完全不同，中國只有三家大型的電信運(yùn)營商，由于政策限制一直走3GPP路線，沒有一家國內(nèi)的運(yùn)營商愿意按照4G、5G的模式布LoRaWAN網(wǎng)。雖然Semtech公司跟其中的一些有不少合作，都是項(xiàng)目和應(yīng)用的合作，沒有像歐洲的運(yùn)營商那樣的全國布網(wǎng)。歐洲的電信運(yùn)營商LoRa策略在中國走不通，此時中國涌現(xiàn)出眾多的行業(yè)公司對LoRa技術(shù)青睞有加，因?yàn)樗鼈儼l(fā)現(xiàn)LoRa調(diào)制的諸多優(yōu)勢，可以解決原來無線技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的功能和應(yīng)用。這些公司紛紛把LoRa技術(shù)整合到其系統(tǒng)中，它們純粹把LoRa技術(shù)作為一種“更遠(yuǎn)一些”的無線通信技術(shù)，替代原來的FSK技術(shù)。尤其是過去的無線抄表行業(yè)，由于FSK技術(shù)靈敏度的局限性導(dǎo)致其項(xiàng)目抄表效率差，成功率低，維護(hù)成本高。這些無線抄表公司的開發(fā)人員充分發(fā)揮LoRa的技術(shù)優(yōu)勢，開發(fā)更佳更強(qiáng)的產(chǎn)品，形成了一波浪潮。筆者曾采訪過業(yè)內(nèi)的幾個公司的創(chuàng)始人，都是當(dāng)年看到LoRa是個好技術(shù)就辭職創(chuàng)業(yè)進(jìn)入LoRa領(lǐng)域的。所以中國早期的LoRa市場就是一場無線技術(shù)升級替代的過程，而抄表需求是這波浪潮的浪尖，也是至今Semtech公司的LoRa芯片內(nèi)還一直保留FSK調(diào)制的原因。而國內(nèi)的這些表計(jì)、停車等應(yīng)用的公司為了方便和快速上線LoRa產(chǎn)品，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)甚至系統(tǒng)架構(gòu)都保持原樣，只是使用LoRa替代原來的通信芯片，只做了物理層的升級。由于原有的這些應(yīng)用沒有統(tǒng)一的行業(yè)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，所以至今國內(nèi)多數(shù)的LoRa應(yīng)用依然是私有協(xié)議。隨后，大家逐漸發(fā)現(xiàn)使用統(tǒng)一協(xié)議的好處，越來越多的人加入LoRaWAN產(chǎn)品的開發(fā)中。隨著LoRaWAN的推廣和協(xié)議更新其市場影響力也不斷擴(kuò)大，市場占有率也在不斷攀升。

        LoRa私有協(xié)議對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也不盡相同。大致可以分為如下幾種：

點(diǎn)對點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；

星狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（運(yùn)營商的蜂窩網(wǎng)和LoRaWAN也是屬于星狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)）；

樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；

網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；

混合拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

        其中，樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、混合拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)都屬于Mesh拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

一、點(diǎn)對點(diǎn)的LoRa網(wǎng)絡(luò)

        點(diǎn)對點(diǎn)（P2P）的通信方式在無線通信中是最早出現(xiàn)也是最常見的技術(shù)之一，如圖5-1所示，比如早期的無線門鈴、無線開關(guān)、無線對講機(jī)等。LoRa技術(shù)應(yīng)用于點(diǎn)對點(diǎn)通信時，規(guī)定主機(jī)和從機(jī)即可，不需要分為網(wǎng)關(guān)和節(jié)點(diǎn)。一般會由主機(jī)主動發(fā)起命令和任務(wù)，從機(jī)響應(yīng)；主機(jī)和從機(jī)是可以互換的，LoRa的節(jié)點(diǎn)芯片是支持半雙工通信的，可以很好地支持這類應(yīng)用。

圖5-1    點(diǎn)對點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)