簡論 Semtech LoRaWAN 架構與其變種架構

相信大家都或多或少有聽過LoRaWAN了，但是因為其架構有非常的彈性所以也常常會讓人對其架構摸不著頭緒。今天我們就來談談它的基礎元件組成和它的應用的結構。下面我們就先來看看它的基本結構有哪些

End Node (終端設備、節點) - 帶有嵌入式系統的低功耗無線通信的設備，如感測器。
Gateway (網關) - 從終端設備接收廣播並將數據發送回終端設備的硬體。
Network Server (網絡服務器) - 將從終端設備的資料處理後送到正確的應用程序及返回的服務器。
Application (應用程序) - 一個軟件可處理、儲存、顯示或控制應用端。




首先我們可以看到終端設備是工作於與附近的網關通信，而每個網關都連接到網絡服務器。因為LoRaWAN 網絡使用基於ALOHA的協議，
因此終端設備不需要與特定網關對等。終端設備發送的消息通過範圍內的所有網關來接收，而資料重複的數據由網絡服務器來處理刪除。

接下來我們來看看LoRaWAN標準的架構是怎麼樣的一個工作原理

如下圖所示基本上LoRaWAN有兩大主要工作方塊為閘道器及網路伺服器。閘道機基本上是不負責任何資料的處理，它只負責將接收到節點的資料後送到網路伺服器。而LoRaWAN 網絡服務器是每一個 LoRaWAN 網絡的核心，它提供連接、管理和監控其中的設備、網關和用戶的應用程序。其主要的功能是確保整個網絡架構的安全性、可擴展性和可靠性
由此來看標準的LoRaWAN的目標是架構一國家級或是城市級的通訊基礎架構，要達成這個功能的話我們需要一個強大的網路伺服器來處理所有的通訊管理及安全。此種伺服器一般都是由電信商於雲端負責營運，而我們再將節點或感測器註冊到此伺服器並將我們的應用與其連結。


最後我們來看看最下面的圖片是LoRaWAN 的變種架構，其實這個架構不算是LoRaWAN。它只是將網路伺服器強大的功能簡化到只有類LoRaWAN的編解碼和基礎的通訊規範。但是它的好處是可以將其納入閘道器之中，而不用一定要聯至雲端的網路伺服器。這種架構非常適合在如學校、工廠等小範圍使用，或是為資訊安全為目的的封閉式系統。但是其也有它的極限，也就是一個應用裡的閘道機數量無法太多台