LoRaWAN技术方面存在哪些缺陷

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  LoRaWAN虽然是由LoRaAlliance的专家们(主要是Semtech、IBM、Actility)建设的,但忽视了技术的复杂性和硬件的昂贵,在以下技术方面存在缺陷。

  1、公开带宽+公开标准=容易受到攻击

  LoRaWAN在ISM(ISM)的免费带宽工作,其协议规范公开,带来了容易受到攻击的问题。很难“伪造”一个EndNode,攻击者监听4字节DevAddr,使用该地址发送消息时,网关是网络服务器(Lorawanserver四种服务器之一的NS)。

  另一种攻击是“恶意拥挤”。想象一下,如果攻击者使用LoRa设备以125kHz的带宽发送最大长度的前导码,则该通道将被恶意占用,只要攻击者保护dutycycle和发送功率,这种攻击就是“合法的”。也许需要政策或行业法规来保护LoRaWAN免受拥塞攻击。

  2、异步ALOHA协议的低效性

  美国夏威夷州是群岛,铺设有线网络的成本很高,使用无线技术让各岛的用户使用中心电脑。这个项目1968年由美国夏威夷大学负责,是世界上最早的无线计算机通信网。这个通信协议叫阿罗哈,是夏威夷人打招呼的问候语。

  协议原理很简单,如果用户有数据的话,就让他发送,如果在规定时间内收到响应,表示发送成功,否则重新发送。

  重发策略:等待随机时间后重发。如果再次发生冲突,请等待随机时间,直到重新发送成功。

  好处:容易执行。

  缺点:极其容易冲突

  效率:纯ALOHA协议的通道利用率最大为18.4%(1/2e)以下

  今天,LoRaWAN的主机ClassA也采用了ALOHA协议,在节电和简单的同时,冲突和低效率也是不可避免的。幸运的是,传感器的通信数据和频率不高,SX1301可以提供多信道的FDMA(频分复用),可以有效地减轻冲突。

  3、ClassB的GPS同步

  在无线通信协议的设计中,唤醒通信是难点:节点休眠,网关必须保证在正确的时间点与其进行通信,需要同步技术。LoRaWAN的ClassB提供唤醒功能,其同步源是GPS的秒脉冲。即使所有网关都具备GPS功能,在室内也无法接收GPS信号(除非拉出GPS天线)。当然,室内网关也可以选择类似IEEE1588的网络对协议。总之,复杂性的提高带来了设计和部署的成本。

  4、应用程序数据的数据包

  下图是LoRaWAN中国频带的最大数据帧长规定,可知在DR0/DR1/DR2(分别对应:250/440/980bps)中,应用层的最大数据长为51字节,在不同的速率下,该值发生了变化这在应用层设计了最大传输单元(MTU)大小,进一步增加了困难。

  LoRaWAN协议
责任编辑人:CC

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