LoRa/LoRaWAN hakkında kısa genel bilgiler paylaşmıştım fakat genel maillerden, konuya yeni dahil olanlarda bir kavram kargaşası söz konusu. Burdan yola çıkarak kısa bir seri hazırlamaya çalıştım. Birinci kısım genel mimari ve kavramları içeriyor, gelecek bölümlerde geliştirme araçları ortamlar ve diğer konulara değinmeye çalışacağım.
LoRaWAN bir LPWAN (Long Range Wide Area-Uzun Mesafe Geniş Alan) teknolojisi olup, km ile ifade edebileceğimiz iletişim menziline sahip küçük paketleri gönderebilmemize yarayan bir protokoldür. LoRa ve LoRaWAN zaman zaman bir birlerinin yerine kullanılmakla birlikte, bu iki kavram sık sık karıştırılıyor. LoRa sahip olduğu özel modülasyonu (patent sahibi Semtech Corp) ile uzun mesafe iletişimini sağlayan bir fiziksel (L1) katman teknolojisidir. LoRaWAN ise LoRa Alliance tarafından geliştirilen, ortam yönetimini sağlayan bir MAC katman protokolüdür.
LoRaWAN, ALOHA protokolünü temel alan, mümkün olduğunca basit (düğümlerin enerji verimliliği için) ama güvenliğin ön planda olduğu sınıf türlerini (Class A,B,C) ve bu sınıfların ortam erişimi ve diğer yönetsel faaliyetleri barındıran spesifikasyonuları içermektedir.
Sadece LoRa kullanarak iletişim mümkün müdür? Elbette, iki LoRa destekli düğüm, bir birleri ile paket alış verişinde bulunabilir. Fakat, düğüm sayısı arttıkça, bu iletişim ortamının koordinasyonu sorunu ortaya çıkacak ve ortam yönetimi için bir çözüme ihtiyaç duyulacaktır. Bu çözüm standart dışı özel bir çözüm olabilmekle birlikte, standard yöntemlerin tercih edilmesi her zaman için artı sağlayacaktır. Same LoRa kullanarak iletişim sağlamak için en az 2 cihaz(TX – RX) yeterli iken LoRaWAN standartı için bu iş biraz daha karmaşıklaşmaktadır.
Bir LoRaWAN ağı için temel üç bileşene; düğüm (end-node), baz istasyonu (gateway) ve ağ sunucusu (network server) ihtiyaç vardır.
Düğümler, sensor yada basit işlevleri olan ve uygulamalarının ihtiyaç duyduğu verileri sağlayan ve sahaya dağıtılmış cihazlardır. Baz istasyonun (gateway) görevi, gelen paketleri ağ sunucusuna iletmektir. Ağ sunucusu ise elde edilen verilerin ve ağda bulunan elemanların yönetilmesi sağlamaktadır. Bu üç temel bileşen oluşturulduktan sonra bir LoRaWAN ağına erişim sağlayabilmemiz mümkündür.
Genel mimaridende görüleceği üzere, LoRaWAN protokolü güvenli (AES) bir iletişim sağlamaktadır. Protokolde tarif edilen A,B ve C sınıfları enerji verimliğini sağlamakta ve farklı kullanımlar için imkan sunmaktadır. A Sınıfı implementasyonu zorunlu olup, Sertifikasyona sahip olan tüm cihazlar mutlaka bu sınıfı desteklemelidir.