ภาพรวมของ LoRaWANLoRaWAN คือ MAC (media access control) protocal สำหรับการเชื่อมต่อเครือข่ายในวงกว้าง (WAN - wide area networks)
ซึ่งดีไซน์มาเพื่ออนุญาติให้อุปกรณ์แบบกินพลังงานต่ำ ( low-powered) สื่อสารกับแอปพลิเคชันที่เชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ต แบบไร้สายในระยะไกล (long range)
LoRaWAN มีบริเวณ (เชื่อม) อยู่ระหว่าง (mapped) เลเยอร์ 2 (Data-Link Layer = LoRaWAN manages channels, data rates and executes MAC commands) และ 3 (Network Layer = LoRaWAN messages contain device addresses and the server selects gateways for downlink) ของ OSI model อีกทั้งมันดำเนินการอยู่ด้านบนของการมอดูเลชั่น (การเข้ารหัสสัญญาณ) แบบ LoRa หรือ FSK และทำงานในช่วง ISM bands (คลื่นความถี่สาธารณะสำหรับอุตสาหกรรม วิทยาศาสตร์ และการแพทย์)
มาตรฐาน LoRaWAN protocols ถูกกำหนดโดย LoRa Alliance และข้อกำหนดอย่างเป็นทางการของ LoRaWAN สามารถขอได้ในเว็บไซต์ LoRa Alliance
คำศัพท์ที่เกี่ยวข้อง -
End Device, Node, Mote คือ อุปกรณ์สื่อสารแบบฝังตัวและใช้พลังงานต่ำ
-
Gateway คือ เสาอากาศที่รับการส่งสัญญาณแบบกระจายจากตัว End Devices และ ส่งข้อมูลกลับไปที่ตัว End Devices ได้
-
Network Server คือ เซิร์ฟเวอร์ที่กำหนดเส้นทางให้ข้อความจาก End Devices ไปถึงแอปพลิเคชันที่ถูกต้องและย้อนกลับได้
-
Application คือ ชิ้นส่วนของซอฟแวร์ที่กำลังทำงานอยู่บน Server
-
Uplink Message คือ ข้อความจาก Device ไปที่แอปพลิเคชัน
-
Downlink Message คือ ข้อความจากแอปพลิเคชัน ไปที่ Device
End Devicesตามข้อกำหนดของ LoRaWAN ได้กำหนดประเภทของอุปกรณ์ (Device) ไว้ 3 ประเภท โดยอุปกรณ์ (Device) ทั้งหมดต้องดำเนินการอยู่บน Class A เป็นพื้นฐาน ในขณะที่ Class B และ Class C เป็นส่วนขยายสำหรับข้อกำหนดของอุปกรณ์ Class A
Class A (all) ตัวอุปกรณ์จะรองรับการสื่อสารแบบสองทิศทางระหว่างอุปกรณ์กับ Gateway. การส่งข้อความจาก Device ไปที่ Server สามารถทำได้ตลอดเวลา (แบบสุ่ม) โดยตัว Device จะทำการเปิด 2 หน้าต่างรับข้อมูล (Rx1 และ Rx2) ในเวลาที่กำหนด (1 วินาที และ 2 วินาที) หลังจากส่งข้อความไปแล้ว
ถ้า Server ไม่มีการตอบสนองต่อหน้าต่างรับข้อมูลทั้งสองของ Device โอกาสต่อไปที่ Server จะทำการ Downlink message ลงมาได้คือเมื่อเสร็จสิ้นการส่งข้อความจาก Device ไปที่ Server ครั้งต่อไป
Server สามารถตอบสนองได้ทั้งหน้าต่างรับข้อมูลตัวที่ 1 (Rx slot 1) หรือหน้าต่างรับข้อมูลตัวที่ 2 (Rx slot 2) แต่ไม่ควรใช้ทั้งสองหน้าต่าง
รูปประกอบ Class A (1)
รูปประกอบ Class A (2)
รูปประกอบ Class A (3) Class B (beacon) อุปกรณ์ของ Class B จะขยายเพิ่มเติมจาก Class A ตรงจะมีหน้าต่างรับข้อมูลที่ถูกกำหนดไว้แล้วเพิ่มขึ้นมาจาก Rx1, Rx2 (Class A) เพื่อรับข้อความจาก Server มีรูปแบบการส่งแบบ beacons ซึ่งให้จังหวะเวลาทั้งสองทางที่ติดต่อกัน (time-synchronized) จาก Gateway และ ตัว Device จะทำการเปิดหน้าต่างรับข้อมูลเป็นระยะๆ
รูปประกอบ Class B (1)
รูปประกอบ Class B (2) Class C (continuous) อุปกรณ์ Class C จะเพิ่มเติมจาก Class A ตรงที่หน้าต่างรับข้อมูล (Rx slot 2) จะเปิดค้างไว้จนกว่าตัว Device จะทำการส่งข้อมูลอีกครั้ง ดูรูปด้านล่างประกอบ ซึ่งช่วยทำให้การสื่อสารมีความหน่วงต่ำ แต่จะใช้พลังงานมากกว่าอุปกรณ์ Class A
รูปประกอบ Class C (1)
รูปประกอบ Class C (2)