Page 16 - 网络电信2018年12月刊下
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运 营 商 专 栏
电信运营商基于LoRaWAN的城域物联网组网
方案
王佳庆
中国移动通信集团设计院有限公司上海分公司
摘 要 ： 随 着 智 慧 城 市 的 发 展 ， 基 于
LoRaWAN城域物联专网得到广泛重视。本文对
LoRaWAN的架构和技术特点进行了研究，在此
基础上从组网架构、频率使用和站址部署等
方面提出了电信运营商基于LoRaWAN的组网方
案建议。
关键词：智慧城市；新型城域物联专网；
LoRaWAN；电信运营商
引言 表1 LoRaWAN的协议栈
随着物联网、大数据、人工智能技术及其产业的成熟，以
物联为基础、数据为纽带、人工智能为驱动的新型智慧城市成
为提升城市管理和社会治理精细化、智能化、专业化水平的战
略选择，新型城域物联专网成为新型智慧城市架构中新一代关
键基础设施。LoRaWAN以其覆盖能力强、使用成本低、产业成熟
度高、易于部署等特点，成为当前普遍应用的物联网专用网络
通信技术。国外的电信运营诸如法国电信子公司Orange、韩国
SKTelecom等都通过部署LoRaWAN来实现物联领域的城域覆盖。
国内电信运营商普遍倾向于采用NB-IoT进行城域物联网覆盖，
但是考虑到智慧城市应用中的路灯、垃圾桶、井盖等基础设施 其中LoRa物理层就是我们常说的LoRa技术，该技术实质上
的海量特征和低速率低频次联网需求，LoRaWAN以其建设运营成 是物理层的调制技术，通过CSS扩频来实现低功耗与超远距离
本低、深度覆盖能力强、使用非授权频段等特性吸引了众多互 传输的有效平衡。目前，LoRa的射频使用非授权频谱，各区域
联网企业和东方明珠等广电企业的纷纷参与。考虑到国内电信 有所不同，但主要都是433MHz、868MHz、915MHz等黄金频段。
运营商在站址资源的先天优势和智慧城市各类ICT业务的发展 为实现大型城域网络的组网，LoRaWAN在LoRa点对点组网的基础
以及未来智慧城市物联网产生的数据价值，电信运营商有必要 上，定义了媒体访问控制层，并定义了三种工作模式以适应不
重视LoRaWAN技术，研究基于利用现有站址进行LoRaWAN快速部 同的应用场景。
署。 2、LoRaWAN网络架构和组成
LoRaWAN的网络结构包含4个部分，分别是LoRa终端（例
一、LoRaWAN技术介绍 如智能垃圾桶）、LoRa网关（例如LoRa基站）、LoRa网络服务
1、LoRaWAN的概念 器以及应用服务器。其中LoRa网关与LoRa网络服务器之间通过
LoRaWAN是低功耗广域领域（LPWA）的通信协议和系统架构 公众互联网或者专业IP网络进行连接，LoRa网关与LoRa终端则
标准，该标准由LoRa联盟推出，主要定位于一些低功耗、低速 采用星型拓扑组网，终端采用单跳方式连接到网关。由于采用
率、可移动、需要双向通信的应用场景，例如智慧城市、工业 扩频技术，多个终端可同时与网关通信。终端随机进行数据上
应用等领域。根据该联盟的技术白皮书介绍，该架构体系的设 报时，通过不同速率和不同频点的组合，网关可以接收多路数
计考虑了包括耗电水平、网络容量、QoS、安全性以及应用的支 据，有效降低了大量终端同时发送时的碰撞概率。此外，LoRa
持能力等因素，建立了三层架构的LoRaWAN的协议栈，如表1所 终端可同时连接多个网关，实现了信号的分集接收。LoRaWAN网
示。 络架构如图1所示。
48 网络电信 二零一八年十二月
