LoRaWAN은 어떻게 작동하나요? IoT에 왜 중요한가요?

LoRaWAN 또는 장거리 무선 영역 네트워크는 장거리 저전력 장치 간의 통신에 유용합니다. 간단히 말해서 LoRa Alliance에서 만든 개방형 표준 무선 프로토콜입니다.

현재 LoRaWAN은 LTE-M(기계용 LTE), NB-IoT(협대역), SigFox 및 기타 여러 프로토콜과 경쟁하고 있습니다. 이러한 프로토콜은 모두 LPWAN 또는 저전력 광역 네트워크로 통칭됩니다.

아래 표에서 볼 수 있듯이 LPWAN은 저전력(20dBm), 저비트 전송률(최대 10Mbps), 장거리 IoT 네트워크(<10>)에서 작동합니다.

LPWAN은 LTE, GSM, WiMAX 등 기존 셀룰러 서비스와는 다른 애플리케이션을 갖고 있습니다. 여기서 빠른 데이터 속도는 여러 장치를 지원하고 적용 범위를 개선하며 전력 소비를 최소화하는 것보다 덜 중요합니다.

사물 인터넷에는 수십억 개의 사물이 연결되어 있기 때문에 LoRaWAN 및 기타 LPWAN 프로토콜이 점점 더 중요해지고 있습니다.

LoRaWAN은 어떻게 작동하나요?

LoRaWAN의 기본 특성 중 하나는 1GHz 미만의 비면허 스펙트럼 범위에서 작동한다는 것입니다. 반면 WiFi는 2.4GHz 및 5GHz 의 더 높은 라이센스 주파수 와 2~8GHz 사이의 4G에서 작동합니다.

현재 LoRaWAN의 지역 ISM 대역 중 일부는 EU 868, EU 433, US 915(미주) 및 AS 430(아시아)입니다. LoRaWAN의 구조는 물리적 무선 계층인 LoRa(장거리)와 LoRaWAN 플랫폼이 존재하는 네트워크 계층의 두 가지 계층으로 구성됩니다. 현재 물리 계층에 관한 온라인 문서는 없지만 사람들은 이를 해독하려고 노력하고 있습니다.

LoRaWAN의 기본 토폴로지는 LoRa Alliance 입력에서 파생됩니다. 여기에는 두 가지 필수 부분이 포함되어 있습니다.

장거리 스타 아키텍처는 중간 LoRa 게이트웨이에 연결되는 중앙 LoRaWAN 네트워크 서버로 구성됩니다.

해당 게이트웨이에서 엔드 노드는 IoT 애플리케이션 및 플랫폼용 모듈에 연결됩니다 . 통신은 양방향으로 이루어집니다.

LoRa Alliance 웹사이트에서는 사례 연구 및 기술 세부정보를 포함하여 LoRaWAN에 대한 자세한 정보를 제공합니다(자세한 내용은 lora-alliance.org 참조).

연결하는 방법?

개인 사용자의 경우 LoRaWAN의 가장 큰 장점은 개방형 구성으로 인해 무료로 사용할 수 있다는 것입니다. 128-AES 보안을 갖춘 로컬 네트워크를 활용할 수 있는 장치만 있으면 됩니다.

LoRa Alliance에 따르면 LoRaWAN은 현재 100개 이상의 국가에서 사용할 수 있으며 전 세계적으로 100개가 넘는 주요 통신업체가 있습니다. 실제로 인기의 가장 큰 이유는 원격 네트워크 관리 비용이 저렴하기 때문입니다.

거주 지역에 따라 아래의 다양한 LoRaWAN 플랫폼 중 하나에 등록할 수 있습니다.

• Things Network: 약 60,000명의 개발자와 5,800개 이상의 LoRa 게이트웨이를 보유한 Things Network는 세계 최대의 개방형 LoRoWAN 커뮤니티입니다. 스마트 주차, 가축 추적 및 스마트 관개는 사용자가 고려할 수 있는 몇 가지 시작 애플리케이션입니다.
• AWS: Things Network를 사용하는 경우 사용자는 Amazon의 IoT 생태계에 연결할 수 있습니다.
• LoRa 서버: Google Cloud IoT에 연결하려는 경우 LoRa 서버는 최고의 대안 중 하나를 제공합니다.
• Link Labs: Link Labs는 LoRaWAN 솔루션용 하드웨어를 제공합니다.

현재 용도

LoRaWAN을 사용하면 전력 출력이 훨씬 적기 때문에 IoT 장치 의 배터리 수명을 향상시키는 데 도움이 됩니다 . 따라서 기본적으로 LoRaWAN 네트워크를 사용하면 최종 장치를 한 번 설치하고 몇 달, 심지어 몇 년 동안 해당 장치에 대해 "잊어버릴" 수 있습니다.

LoRa Alliance에는 센서, 추적기, 수량계, 연기 신호 등을 포함한 LoRaWAN 인증 제품 목록이 있습니다. 이러한 모듈은 농업, 산업, 석유 굴착 장치, 스마트 교통 시스템, 광업 및 기타 산업용 IoT 애플리케이션에 사용됩니다.

동시에 AWS, Azure, Google Cloud 및 HomeKit을 포함한 모든 주요 IoT 플랫폼은 LoRaWAN 제품을 지원합니다. 일부 소비자 애플리케이션에는 아기 및 노인 모니터, 수위 모니터링 및 폐기물 관리가 포함됩니다.

사물 인터넷은 개척시대의 개발 단계를 겪고 있습니다. 따라서 오늘날 가장 큰 과제는 솔루션을 더 저렴하게 만들고 그 범위를 확대하는 것입니다. LoRoWAN과 같은 저전력 네트워크는 사물을 더욱 스마트하게 만드는 가장 좋은 방법입니다.

그러나 LoRoWAN의 가장 큰 과제는 비트 전송률을 초당 50/100바이트에서 향상시키는 것입니다. 물론, 이 정도 속도로는 이미지 파일을 보내기에도 부족합니다. 앞으로는 더 나은 속도 조절이 필요할 것입니다.

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