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        經(jīng)過(guò)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(wú)線通信技術(shù)。是無(wú)線通信技術(shù)就需要組網(wǎng)，那么LoRa應(yīng)用中的常見(jiàn)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L(zhǎng)oRaWAN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(gè)全球達(dá)成共識(shí)的且聯(lián)盟成員一致推廣的LoRa協(xié)議。

        在中國(guó)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(guó)家的LoRa市場(chǎng)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(guó)情相關(guān)。LoRa技術(shù)誕生在歐洲，當(dāng)市場(chǎng)認(rèn)識(shí)到LoRa技術(shù)的優(yōu)勢(shì)后，發(fā)現(xiàn)LPWAN會(huì)是一個(gè)非常大的市場(chǎng)，且LoRa技術(shù)推動(dòng)LPWAN的應(yīng)用是絕佳的機(jī)會(huì)。此時(shí)最激動(dòng)的是歐洲的電信運(yùn)營(yíng)商們，這些運(yùn)營(yíng)商與Semtech一起建立LoRa聯(lián)盟，并且朝著物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)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(yíng)商先建網(wǎng)，應(yīng)用和服務(wù)逐步增加的策略，這與國(guó)內(nèi)的電信運(yùn)營(yíng)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(gè)概念。所以LoRa聯(lián)盟建立的標(biāo)準(zhǔn)是針對(duì)電信運(yùn)營(yíng)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(gè)大環(huán)境下完成的。雖然當(dāng)時(shí)也有少數(shù)的國(guó)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(lái)到中國(guó)后，發(fā)現(xiàn)中國(guó)的市場(chǎng)情況完全不同，中國(guó)只有三家大型的電信運(yùn)營(yíng)商，由于政策限制一直走3GPP路線，沒(méi)有一家國(guó)內(nèi)的運(yùn)營(yíng)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(méi)有像歐洲的運(yùn)營(yíng)商那樣的全國(guó)布網(wǎng)。歐洲的電信運(yùn)營(yíng)商LoRa策略在中國(guó)走不通，此時(shí)中國(guó)涌現(xiàn)出眾多的行業(yè)公司對(duì)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(shì)，可以解決原來(lái)無(wú)線技術(shù)無(wú)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(wú)線通信技術(shù)，替代原來(lái)的FSK技術(shù)。尤其是過(guò)去的無(wú)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(wú)線抄表公司的開(kāi)發(fā)人員充分發(fā)揮LoRa的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，開(kāi)發(fā)更佳更強(qiáng)的產(chǎn)品，形成了一波浪潮。筆者曾采訪過(guò)業(yè)內(nèi)的幾個(gè)公司的創(chuàng)始人，都是當(dāng)年看到LoRa是個(gè)好技術(shù)就辭職創(chuàng)業(yè)進(jìn)入LoRa領(lǐng)域的。所以中國(guó)早期的LoRa市場(chǎng)就是一場(chǎng)無(wú)線技術(shù)升級(jí)替代的過(guò)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(guó)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(lái)的通信芯片，只做了物理層的升級(jí)。由于原有的這些應(yīng)用沒(méi)有統(tǒng)一的行業(yè)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，所以至今國(guó)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(lái)越多的人加入LoRaWAN產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)中。隨著LoRaWAN的推廣和協(xié)議更新其市場(chǎng)影響力也不斷擴(kuò)大，市場(chǎng)占有率也在不斷攀升。

        LoRa私有協(xié)議對(duì)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(duì)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；

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

樹(shù)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(shù)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(duì)點(diǎn)的LoRa網(wǎng)絡(luò)

        點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（P2P）的通信方式在無(wú)線通信中是最早出現(xiàn)也是最常見(jiàn)的技術(shù)之一，如圖5-1所示，比如早期的無(wú)線門鈴、無(wú)線開(kāi)關(guān)、無(wú)線對(duì)講機(jī)等。LoRa技術(shù)應(yīng)用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信時(shí)，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(huì)由主機(jī)主動(dòng)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(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)